Automotive Transportation Engineering
Cover
1AT 2 Wielgeometrie en uitlijnen - Ppt in.pdf
Summary
# Wielgeometrie en de basisbegrippen
Dit onderwerp introduceert de fundamentele concepten van wielgeometrie, die essentieel zijn voor het begrijpen van de uitlijning van voertuigen en hun dynamische gedrag.
### 1.1 Definitie en componenten van wielgeometrie
Wielgeometrie omvat het geheel van wielstanden en fuseestanden. Deze standen worden statisch gemeten bij een stilstaand voertuig met de voorgeschreven belasting. Het is belangrijk op te merken dat deze hoeken tijdens het rijden continu veranderen en een significante invloed hebben op het weggedrag [2](#page=2) [3](#page=3).
De belangrijkste componenten van wielgeometrie zijn:
* **Wielstanden:**
* Wielvlucht (camber) [2](#page=2).
* Sporing (individueel spoor en totaal spoor) [2](#page=2).
* **Fuseestanden:**
* Fuseedwarshelling (KPI - King Pin Inclination) [2](#page=2).
* Fuseelangshelling (caster of naloop) [2](#page=2).
De fusee is het wielscharnier waaromheen het wiel draait. De stuurinrichting zorgt voor uitspoor in bochten, terwijl asparallelliteit de geometrische rijlijn bepaalt [2](#page=2).
**Tip:** Een veelvoorkomende examenvraag vraagt naar de definitie van een van deze termen, met de eis deze te illustreren met een schets en twee redenen voor de toepassing ervan te geven [8](#page=8).
### 1.2 Wielvlucht of camber
* **Definitie:** Camber is de hoek die het wielmiddenvlak maakt met de loodlijn op het wegdek [9](#page=9).
* **Expressie:** Wielvlucht wordt uitgedrukt in hoekgraden en minuten [9](#page=9).
* **Toepassing:** Komt voor bij zowel vooras- als achteraswielen [9](#page=9).
### 1.3 Sporing (toespoor en uitspoor)
* **Individueel spoor:** Dit is de hoek, gemeten in graden en minuten, tussen het wielmiddenvlak en het langsvlak van het voertuig, gezien van bovenaf. Het komt voor bij zowel voor- als achterassen [19](#page=19).
* **Totaal spoor:** Dit is de som van het individuele spoor van het linker- en het rechterwiel van een as [19](#page=19).
**Soorten sporing:**
* **Toespoor (+)** of positieve sporing: Een voorbeeld hiervan is $+ 0^{\circ}05'$ [20](#page=20).
* **Uitspoor (-)** of negatieve sporing: Een voorbeeld hiervan is $- 0^{\circ}05'$ [20](#page=20).
* **Nul spoor:** Dit is $0^{\circ}00'$ [20](#page=20).
### 1.4 Fuseedwarshelling of KPI
* **Definitie:** KPI staat voor King Pin Inclination. Het is de hoek die gevormd wordt door de fuseehartlijn met de loodrechte op het wegdek, gemeten in een dwarsvlak van het voertuig [25](#page=25).
* **Toepassing:** Deze hoek is relevant enkel bij gestuurde wielen [25](#page=25).
* **Expressie:** De KPI wordt uitgedrukt in hoekgraden en minuten [25](#page=25).
### 1.5 Fuseelangshelling, naloop(hoek) of caster
* **Definitie:** Dit is de hoek die gevormd wordt door de fuseehartlijn met de loodrechte op het wegdek, gemeten in een langsvlak van het voertuig [42](#page=42).
* **Toepassing:** Ook deze hoek is enkel van toepassing bij gestuurde wielen [42](#page=42).
* **Expressie:** De fuseelangshelling wordt uitgedrukt in graden en minuten [42](#page=42).
* **Gerelateerd concept:** De naloopafstand is de afstand op het wegdek tussen het snijpunt van de fuseehartlijn met het wegdek en het snijpunt van de wielmiddellijn met het wegdek [42](#page=42).
**Figuur 1:** Een schematische weergave van naloop is beschikbaar op pagina 42 van het document [42](#page=42).
---
# Gevolgen van afwijkende wielgeometrie en wanneer deze aan te passen
Dit deel van het document behandelt de negatieve effecten van een onjuiste wieluitlijning op de rijstabiliteit, bandenslijtage en het brandstofverbruik, en geeft aan wanneer een aanpassing noodzakelijk is.
### 2.1 Gevolgen van afwijkende wielgeometrie
Een afwijkende wielgeometrie kan leiden tot diverse negatieve effecten die de rijervaring en de levensduur van voertuigonderdelen beïnvloeden. Deze gevolgen tasten de stabiliteit, de efficiëntie en uiteindelijk de veiligheid van het voertuig aan [4](#page=4).
#### 2.1.1 Stabiliteitsaspecten
* **Slechtere rechtuitrijstabiliteit**: Het voertuig heeft de neiging om scheef te trekken tijdens het rijden op een rechte weg [4](#page=4).
* **Slechtere koersstabiliteit**: Dit refereert aan de richtingsstabiliteit of wegligging van het voertuig, die verminderd is [4](#page=4).
* **Slechtere baanvastheid**: Het contact van de banden met de weg, ook wel wegcontact genoemd, wordt negatief beïnvloed [4](#page=4).
* **Slechtere stabiliteit bij het remmen**: De beheersbaarheid van het voertuig tijdens remmanoeuvres neemt af [4](#page=4).
* **Fladderen van de wielen (wheel shimmy)**: De wielen kunnen een oscillerende beweging gaan vertonen, ook wel bekend als 'shimmyen' [4](#page=4).
#### 2.1.2 Efficiëntie en levensduur
* **Ongelijkmatige bandenslijtage**: Banden slijten sneller en onregelmatiger af, wat leidt tot vroegtijdige vervanging [4](#page=4).
* **Hoger brandstofverbruik**: De verhoogde rolweerstand door een verkeerde uitlijning resulteert in een hoger brandstofverbruik [4](#page=4).
* **Grotere krachten op wielgeleiding en stuurinrichting**: De ophangingscomponenten en stuurmechanismen worden extra belast, wat kan leiden tot snellere slijtage van deze onderdelen [4](#page=4).
#### 2.1.3 Veiligheid
De som van deze gevolgen kan de algemene veiligheid van het voertuig in het gedrang brengen [4](#page=4).
### 2.2 Wanneer een wieluitlijning aanpassen?
Een wieluitlijning dient niet enkel te gebeuren bij problemen, maar ook preventief na bepaalde werkzaamheden aan het voertuig.
#### 2.2.1 Symptomen en bestuurdersklachten
* **Bij klachten van de bestuurder**: Dit omvat onder andere het waarnemen dat het voertuig scheef trekt tijdens het rijden [5](#page=5).
* **Vroegtijdige of abnormale bandenslijtage**: Als banden sneller afslijten dan verwacht of op een ongebruikelijke manier, is dit een duidelijk signaal [5](#page=5).
#### 2.2.2 Na werkzaamheden aan het voertuig
* **Bij werkzaamheden aan de stuurinrichting**: Dit geldt na het vervangen van componenten zoals stuurkogels of spoorstangen [5](#page=5).
* **Bij werkzaamheden aan de ophanging**: Na het vervangen van onderdelen zoals schokdempers of ophangingsrubbers is een controle noodzakelijk [5](#page=5).
* **Na de herstelling van een ongeval**: Schade aan het chassis of de wielophanging na een ongeval vereist een controle van de wieluitlijning [5](#page=5).
* **Na het plaatsen van nieuwe banden**: Hoewel niet strikt noodzakelijk, is het aan te raden om na het monteren van nieuwe banden de uitlijning te controleren om een gelijkmatige slijtage vanaf het begin te garanderen [5](#page=5).
> **Tip:** Het is raadzaam om de frequentie van controles van de wieluitlijning te baseren op de aanbevelingen van de fabrikant en de rijomstandigheden, met name bij intensief gebruik of rijden op slechte wegen.
---
# Specifieke wiel- en fuseestanden en hun belang
Dit onderwerp behandelt de specifieke geometrische hoeken van de wielen en fusees, zoals wielvlucht, sporing, fuseedwarshelling en fuseelangshelling, en hun invloed op het rijgedrag, de stabiliteit en de bandenslijtage.
### 3.1 Wielstanden
#### 3.1.1 Wielvlucht (camber)
Wielvlucht, ook wel camber genoemd, is de hoek die het wiel maakt ten opzichte van de verticale as, gezien vanaf de voorkant van het voertuig [14](#page=14).
* **Positieve wielvlucht**: Het bovenste deel van het wiel staat naar buiten. Deze stand wordt tegenwoordig niet meer toegepast hoewel het binnenwiel in een bocht wel een positieve wielvlucht aanneemt [16](#page=16) [17](#page=17) [18](#page=18).
* **Negatieve wielvlucht**: Het bovenste deel van het wiel staat naar binnen. Dit vergroot de stabiliteit in bochten, maakt hogere bochtsnelheden mogelijk en vermindert het omkantelgevaar. Negatieve wielvlucht voor de voorwielen vermindert onderstuur, en achteraan vermindert het overstuur [12](#page=12) [18](#page=18).
**Belang van wielvlucht**:
De wielvlucht heeft als doel de richtingsstabiliteit te verhogen en fladderen (wheel shimmy) tegen te gaan. Bij positieve en negatieve wielvlucht ontstaan er krachten die de wielen willen sturen, wat speling in de stuurdraai- en fuseepunten compenseert en fladderen voorkomt. Een nadeel van te grote wielvlucht is eenzijdige, rondom bandenslijtage [10](#page=10) [11](#page=11) [14](#page=14).
**Afstelling van wielvlucht**:
Wielvlucht kan worden afgesteld, bijvoorbeeld via het bovenste steunlager [15](#page=15).
**Voorbeelden van wielvlucht**:
* Citroën C6 2.7 HDi: Voorwielvlucht -0°24’ ± 0°30’, achterwielvlucht -1°27’ ± 0°30’. Deze zijn niet afstelbaar [18](#page=18).
* Mercedes-Benz W220 S-class: Voorwielvlucht -0°50’, achterwielvlucht -0°58’. De voorwielvlucht is afstelbaar, de achterwielvlucht niet [18](#page=18).
#### 3.1.2 Sporing (toe-in/toe-out)
Sporing is de hoek die de wielen maken ten opzichte van de lengteas van het voertuig, gezien vanaf boven [21](#page=21).
* **Toespoor**: De voorwielen staan iets naar binnen gericht. Dit bevordert het bochtengedrag, omdat de buitenwielen zwaarder belast worden en mee insturen in de bocht [21](#page=21) [22](#page=22).
* **Uitspoor**: De voorwielen staan iets naar buiten gericht [22](#page=22).
**Belang van sporing**:
Constructeurs kiezen vrijwel altijd voor toespoor, zowel op de voor- als achteras, omdat dit het bochtengedrag ten goede komt. Te veel spoor, zowel toespoor als uitspoor, kan leiden tot zaagtandvormige bandenslijtage [21](#page=21) [22](#page=22).
**Afstelling van sporing**:
Sporing is op de vooras altijd mogelijk door de spoorstang langer of korter te maken. Op de achteras is dit soms mogelijk [24](#page=24).
**Voorbeelden van sporing**:
* Volvo S40 T5 AWD: Vooras sporing 0°12’ ± 0°06’ (afstelbaar), achteras sporing 0°18’ ± 0°06’ (niet afstelbaar) [23](#page=23).
* BMW 3 series E90: Vooras sporing 0°14’ ± 0°10’ (afstelbaar), achteras sporing 0°18’ ± 0°06’ (niet afstelbaar) [23](#page=23).
### 3.2 Fuseestanden
#### 3.2.1 Fuseedwarshelling (kingpin inclination - KPI)
De fuseedwarshelling is de hoek van de fuseepen (of de denkbeeldige as van de fuseekogels) ten opzichte van de verticale as, gezien vanaf de voorkant van het voertuig. Tegenwoordig wordt de fuseepen vaak vervangen door twee ophangpunten, zoals fuseekogels bij een dubbele dwarsgeleiding. Bij een McPherson-ophanging is de fuseehartlijn de verbinding tussen het druklager en de onderste fuseekogel [26](#page=26) [28](#page=28) [29](#page=29).
**Belang van fuseedwarshelling**:
De fuseedwarshelling bevordert de stuurwielterugdraaiing na een bocht en de rechtuitrijstabiliteit. Wanneer de vooras wordt opgetild en het stuurwiel wordt gedraaid, beweegt het wiel naar beneden. Op de grond wordt de bovenbouw omhoog geduwd, waardoor het zwaartepunt hoger komt te liggen en na een bocht het wiel weer in de rechtuitpositie wordt geduwd. Een grotere fuseedwarshelling zorgt voor een groter terugstelmoment en dus grotere rechtuitrijstabiliteit [30](#page=30) [31](#page=31).
#### 3.2.2 Stuurrolradius (schuurstraal of scrub radius)
De stuurrolradius is de afstand tussen de snijlijn van het wielmiddenvlak met het wegdek en het snijpunt van het verlengde van de fuseehartlijn met het wegdek. De fuseedwarshelling bepaalt samen met de wielvlucht de grootte van de schuurstraal [32](#page=32).
**Positieve, negatieve en nul schuurstraal**:
* **Positieve schuurstraal**: Het snijpunt van de fuseehartlijn met het wegdek ligt buiten het midden van het bandenoppervlak. Dit verbetert de koersstabiliteit en de terugstelling na een bocht [32](#page=32) [34](#page=34).
* **Negatieve schuurstraal**: Het snijpunt van de fuseehartlijn met het wegdek ligt binnen het midden van het bandenoppervlak. Dit heeft voordelen bij ongelijke remkrachten [32](#page=32) [35](#page=35) [36](#page=36).
* **Nul schuurstraal (centerpoint steering)**: Het snijpunt van de fuseehartlijn met het wegdek valt samen met het midden van het bandenoppervlak [32](#page=32).
**Belang van schuurstraal**:
De schuurstraal helpt fladderen van de wielen tegen te gaan en verbetert de koersstabiliteit en de terugstelling na een bocht. Zonder fuseedwarshelling zou de schuurstraal te groot zijn. Een kleine rolstraal is wenselijk om de belasting op de fuseekogels en spoorstangen te minimaliseren [34](#page=34).
**Invloed van velgbreedte en bolling**:
De velgbreedte en de bolling (ET-waarde) van de velg beïnvloeden de schuurstraal. Een bredere velg met een kleinere ET-waarde kan de normaalkracht verplaatsen, waardoor deze niet meer door het grootste lager gaat [37](#page=37) [38](#page=38).
**Voorbeelden van fuseedwarshellingen**:
De fuseedwarshelling ligt meestal tussen 7 en 15 graden. De ingesloten hoek is de som van wielvlucht en fuseedwarshelling. De fuseedwarshelling is op zich niet afstelbaar, maar de wielvlucht kan worden aangepast, wat de ingesloten hoek beïnvloedt. De ingesloten hoek moet links en rechts gelijk zijn om vervorming in de wielgeleiding te voorkomen [40](#page=40) [41](#page=41).
#### 3.2.3 Fuseelangshelling (caster)
De fuseelangshelling, vaak geassocieerd met de naloopafstand, is de hellingshoek van de fuseepen (of de fuseehartlijn) ten opzichte van de verticale as, gezien vanaf de zijkant van het voertuig. Bij fietsen en motorfietsen spreekt men hierbij over de balhoofdhoek [44](#page=44) [47](#page=47).
**Belang van fuseelangshelling (naloop)**:
De fuseelangshelling zorgt voor rechtuitrijstabiliteit en terugstelling van het stuurwiel na een bocht. Hoe groter de naloop, hoe sterker het terugstelmoment en hoe groter de rechtuitrijstabiliteit. Een nadeel van een grote naloop is zwaarder sturen en een grotere gevoeligheid voor zijwind [47](#page=47).
**Wielvluchtverandering bij bochten**:
De fuseelangshelling zorgt ervoor dat de voorwielen beter meesturen in een bocht. Door de toepassing ervan verandert de wielvlucht bij het verdraaien van de wielen: het buitenwiel krijgt negatieve vlucht en het binnenwiel positieve [49](#page=49).
**Balhoofdhoek bij fietsen en motoren**:
Een grote balhoofdhoek (rond 27 graden) zorgt voor grote stabiliteit (tourmodellen), terwijl een kleine balhoofdhoek (rond 20 graden) goede wendbaarheid biedt (racemotoren) [48](#page=48).
**Voorbeelden van fuseelangshellingen (naloop)**:
* BMW 3 series E90: Naloop 7°05’ ± 0°30’ (niet afstelbaar) [50](#page=50).
* Citroën C6 2.7 HDi: Naloop 5°30’ ± 0°30’ (niet afstelbaar) [50](#page=50).
* Mercedes-Benz W220 S-class: Naloop 9°00’ ± 0°30’ (afstelbaar) [50](#page=50).
**Afstelling van de fuseelangshelling (naloop)**:
Bij onafhankelijke wielgeleiding met McPherson veerpoten kan de fuseelangshelling (en wielvlucht) worden afgesteld door het bevestigde steunlager excentrisch te plaatsen [51](#page=51).
### 3.3 Invloed op rijgedrag en stabiliteit
De specifieke wiel- en fuseestanden (wielvlucht, sporing, fuseedwarshelling, fuseelangshelling) spelen een cruciale rol in het bepalen van het rijgedrag en de stabiliteit van een voertuig [10](#page=10) [12](#page=12) [21](#page=21) [31](#page=31) [34](#page=34) [47](#page=47).
* **Stabiliteit in bochten**: Negatieve wielvlucht en een grotere spoorbreedte vooraan verminderen onderstuur. Een grotere spoorbreedte achteraan vermindert overstuur [12](#page=12).
* **Rechtuitrijstabiliteit**: Fuseedwarshelling en fuseelangshelling (naloop) bevorderen de rechtuitrijstabiliteit en zorgen voor stuurwielterugstelling na een bocht [31](#page=31) [47](#page=47).
* **Bochtengedrag**: Toespoor bevordert het bochtengedrag [21](#page=21).
* **Bandenslijtage**: Te grote wielvlucht kan leiden tot eenzijdige slijtage. Te veel spoor (toespoor of uitspoor) kan zaagtandvormige slijtage veroorzaken [14](#page=14) [22](#page=22).
### 3.4 Invloed op bandenslijtage
Onjuiste instellingen van wiel- en fuseestanden kunnen leiden tot verhoogde en/of abnormale bandenslijtage [14](#page=14) [22](#page=22).
* **Wielvlucht**: Te grote positieve of negatieve wielvlucht kan leiden tot eenzijdige slijtage aan de binnen- of buitenkant van het loopvlak [14](#page=14).
* **Sporing**: Te veel toespoor of uitspoor kan resulteren in zaagtandvormige slijtage, waarbij de randen van de band afwisselend aan één zijde worden afgesleten. Dit wordt veroorzaakt doordat het wiel zich probeert aan te passen aan de verkeerde sporinginstelling tijdens het rijden [22](#page=22).
### 3.5 Tuning en aanpassing van rijgedrag
De onderstaande tabel toont hoe aanpassingen aan verschillende wiel- en fuseestanden het rijgedrag kunnen beïnvloeden, met name de mate van onderstuur en overstuur [13](#page=13).
| Aanpassing | Meer onderstuur | Meer overstuur |
| :------------------------ | :--------------- | :------------- |
| Bandenspanning voor | Lager | Hoger |
| Bandenspanning achter | Hoger | Lager |
| Breedte band voor | Smaller | Breder |
| Breedte band achter | Breder | Smaller |
| Spoorbreedte voor | Kleiner | Groter |
| Spoorbreedte achter | Groter | Kleiner |
| Camber voor | Meer positief | Meer negatief |
| Camber achter | Meer negatief | Meer positief |
| Veren voor | Stugger / sterker| Slapper |
| Veren achter | Slapper | Stugger / sterker|
| Stabilisatorstang voor | Dikker / stugger | Dunner / slapper|
| Stabilisatorstang achter | Dunner / slapper | Dikker / stugger|
| Gewichtsverdeling | Meer voor | Meer achter |
| Wiellastvariatie voor | Groter | Kleiner |
| Wiellastvariatie achter | Kleiner | Groter |
---
# Sporing in de bocht en geometrische rijlijn
Dit onderdeel behandelt de dynamische aspecten van sporing tijdens bochten (Ackermann-sturing) en de concepten van de geometrische rijlijn en stuwhoek, met specifieke aandacht voor de achteras.
### 4.1 Sporing in de bocht (hoekverschil in de bocht)
Om ervoor te zorgen dat de wielen tijdens het nemen van een bocht zo wrijvingsarm mogelijk rollen, is het essentieel dat deze een gemeenschappelijk draaipunt hebben. Om dit te bereiken, wordt gebruik gemaakt van een aangepast spoorstangenstelsel, ook wel bekend als een stuurtrapezium. Motorvoertuigen passen hiervoor fuseesturing toe, ook wel Ackermann-sturing genoemd [53](#page=53).
#### 4.1.1 Het principe van Ackermann-sturing
In de rechtuitstand snijden de verlengden van de fuseearmen elkaar op de achteras. Wanneer een bocht wordt genomen, hebben de voorwielen een gemeenschappelijk draaipunt. De voorwielen gaan in de bocht in uitspoor, wat betekent dat het hoekverschil tussen beide voorwielen wordt aangeduid als het uitspoor in de bocht [55](#page=55).
> **Tip:** Een correcte geometrie van het stuurtrapezium is cruciaal voor een optimale handling en minimale bandenslijtage [56](#page=56).
#### 4.1.2 Controleren van het stuurtrapezium
De correcte geometrie van het stuurtrapezium wordt gecontroleerd door het meten van het hoekverschil, oftewel het uitspoor in de bocht. Dit uitspoor is het verschil tussen het uitspoor wanneer de wielen naar links zijn gedraaid en het uitspoor wanneer de wielen naar rechts zijn gedraaid [56](#page=56).
Als dit hoekverschil, het uitspoor in de bocht, meer dan 50 boogminuten (50’) bedraagt, duidt dit op een afwijking in het stuurtrapezium. Het meten van dit hoekverschil gebeurt doorgaans tijdens het uitlijnen van de wielen, waarbij het spoor wordt gemeten bij een wieluitslag van meestal 20 graden. Sommige geavanceerde wieluitlijnapparaten beschikken over specifieke programma's om het Ackermann-stuurtrapezium nauwkeurig te meten [57](#page=57).
De beoordeling van het stuurtrapezium wordt dus gedaan door het hoekverschil te meten. Door het spoorhoekverschil bij zowel een linker- als een rechterinslag te vergelijken, kan men de instelling en de algehele toestand van het stuurtrapezium bepalen [58](#page=58).
### 4.2 De geometrische rijlijn en stuwhoek
#### 4.2.1 Definitie en berekening van de stuwhoek
De stuwhoek wordt gedefinieerd als het gemiddelde van de individuele sporing van het linker- en rechterachterwiel. De formule hiervoor is [61](#page=61):
$$ \text{Stuwhoek} = \frac{\text{Individueel spoor LA} - \text{Individueel spoor RA}}{2} $$ [61](#page=61).
#### 4.2.2 De geometrische rijlijn en de hartlijn
De geometrische rijlijn is de richting waarin de achterwielen het voertuig voortduwen. Als de geometrische rijlijn zich links van de hartlijn van het voertuig bevindt, wordt de stuwhoek als negatief beschouwd; bevindt deze zich rechts, dan is de stuwhoek positief [61](#page=61).
Een algemene regel stelt dat de geometrische rijlijn maximaal 15 boogminuten (15’) mag afwijken van de hartlijn van het voertuig. Dit betekent dat de gemiddelde sporing van de achterwielen maximaal 15’ mag afwijken [61](#page=61).
> **Tip:** Het nauwkeurig meten van de stuwhoek is van belang om ervoor te zorgen dat het voertuig rechtuit rijdt en niet onnodig bandenslijtage veroorzaakt [62](#page=62).
#### 4.2.3 Meten van de stuwhoek
Het meten van de stuwhoek is een essentiële stap bij het correct afstellen van de wielophanging. Dit kan worden gedaan met behulp van specifieke meetapparatuur die de sporing van de achterwielen kan vaststellen [62](#page=62).
---
# Specifieke afwijkingen en de wieluitlijningsprocedure
Dit onderwerp behandelt specifieke afwijkingen in de wieluitlijning, zoals wiel- of asverzet en dwarsverschuiving, en beschrijft de procedure voor het uitvoeren van een nauwkeurige wieluitlijning in een laboratoriumomgeving [63](#page=63).
### 5.1 Specifieke afwijkingen in de wieluitlijning
Naast de standaard afwijkingen van wielstanden (vlucht en spoor), fuseestanden (fuseelangs- en dwarshelling), asparallelliteit (geometrische rijlijn) en uitspoor in de bocht, kunnen specifieke fouten optreden [63](#page=63).
#### 5.1.1 Wiel- of asverzet (set-back)
Wiel- of asverzet treedt op wanneer een wiel of een gehele as in de lengterichting is verplaatst. Dit kan bijvoorbeeld het gevolg zijn van een aanrijding, waarbij het rechter voorwiel in lengterichting verschoven is. Hoewel de sporing hierdoor kan afwijken en gecorrigeerd kan worden, zal een afwijking bij het opmeten van het uitspoor in de bocht (hoekverschil in de bocht) wel zichtbaar zijn [64](#page=64).
**Opsporen van wiel- of asverzet:**
* **Door wielbasis te meten:** De wielbasis aan de linker- en rechterzijde van de wagen dient te worden opgemeten. Een verschil in deze metingen duidt op wiel- of asverzet [65](#page=65) [66](#page=66).
* **Op achteras:** Soms kan er op de achteras wielverzet optreden door het toepassen van torsievering [67](#page=67).
#### 5.1.2 Dwarsverschuiving
Dwarsverschuiving houdt in dat een starre as of een wiel zijdelings is verschoven ten opzichte van de normale positie. In dit geval staat de hartlijn van de wagen schuin [68](#page=68).
### 6 De wieluitlijning (in labo)
Het uitvoeren van een wieluitlijning in een laboratoriumomgeving vereist een gestructureerde aanpak en nauwkeurigheid [69](#page=69).
#### 6.1 Procedure voor wieluitlijning in het labo
De gedetailleerde stappen voor het correct uitvoeren van een wieluitlijningsmeting zijn te vinden in de handleiding van het specifieke wieluitlijnapparaat [69](#page=69).
**Belangrijke aandachtspunten en voorbereiding:**
* **Nooit de wagen verrijden** met gemonteerde reflectoren [69](#page=69).
* Uitlijngegevens die gemarkeerd zijn met een steeksleuteltje zijn afstelbaar. Het klikken op dit icoon toont een animatie van de specifieke afstelling [69](#page=69).
* **Inspectie van het voertuig:** Na herstelwerkzaamheden aan een voertuig moet eerst de chassisgeometrie grondig worden gecontroleerd. Dit omvat [69](#page=69):
* Correcte bandenspanning [69](#page=69).
* Geen speling in de wiellagers [69](#page=69).
* Geen speling in de wielophanging, stuurinrichting en spoorstangkogels [69](#page=69).
* Correcte wagenhoogte en wagenbelasting [69](#page=69).
#### 6.2 Resultaten en afstelling
Pas nadat de inspectie en eventuele correcties zijn uitgevoerd, worden de meetresultaten bekeken en indien nodig de wagen afgesteld. Een uitlijnrapport kan na de uitlijning worden afgedrukt [69](#page=69) [70](#page=70).
Het uitvoeren van een wieluitlijning in het labo is een vaardigheid die studenten in het tweede jaar ontwikkelen [70](#page=70).
> **Tip:** Een algemeen filmpje over wielophanging en uitlijning kan helpen om de basisprincipes te begrijpen [72](#page=72).
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Wielgeometrie | De geometrie van de wielen omvat de stand van de wielen en de fusees ten opzichte van het voertuig en de weg. Dit geheel van hoeken en afstanden beïnvloedt het rijgedrag en de stabiliteit van het voertuig aanzienlijk. |
| Wielvlucht (Camber) | Dit is de hoek die het wielmiddenvlak maakt met de loodlijn op het wegdek, gemeten vanuit de voorkant van het voertuig. Het kan positief (bovenkant wiel naar buiten) of negatief (bovenkant wiel naar binnen) zijn en beïnvloedt de richtingsstabiliteit en bandenslijtage. |
| Sporing (Toe-in/Toe-out) | Sporing is de hoek tussen het wielmiddenvlak en het langsvlak van het voertuig, gezien van bovenaf. Positieve sporing (toespoor) betekent dat de voorkant van de wielen iets naar binnen wijst, terwijl negatieve sporing (uitspoor) betekent dat ze naar buiten wijzen. |
| Totaal spoor | De som van de individuele sporing van het linker en rechter wiel van dezelfde as. |
| Fuseedwarshelling (KPI) | King Pin Inclination is de hoek die de fuseehartlijn (de denkbeeldige as waar het wiel om draait) maakt met de loodrechte op het wegdek, gemeten in een dwarsvlak van het voertuig. Dit is van belang voor de stuurterugloop en rechtuitstabiliteit. |
| Fuseelangshelling (Caster) | Caster of naloop is de hoek gevormd door de fuseehartlijn met de loodrechte op het wegdek, gemeten in een langsvlak van het voertuig. Deze hoek draagt bij aan de rechtuitrijstabiliteit en de terugstelkracht van het stuurwiel na een bocht. |
| Ackermann-sturing | Een stuursysteem, ook wel fuseesturing genoemd, waarbij de voorwielen zo worden aangepast dat ze in bochten een gemeenschappelijk draaipunt hebben. Dit zorgt voor een wrijvingsarme bocht en voorkomt dat de banden slippen. |
| Geometrische rijlijn (Thrustline) | Dit is de lijn die loodrecht op de achteras staat en door het midden ervan loopt. De geometrische rijlijn wordt gebruikt om de parallelliteit van de assen te controleren en afwijkingen te detecteren. |
| Stuwhoek | De stuwhoek is het verschil tussen de individuele sporing van het linker en rechter voorwiel, gedeeld door twee. Het geeft aan hoe de geometrische rijlijn van de achteras zich verhoudt tot de hartlijn van het voertuig. |
| Wiel- of asverzet (Set-back) | Dit is een afwijking waarbij een wiel of een hele as in de lengterichting van het voertuig is verplaatst, vaak als gevolg van een ongeval. Dit kan leiden tot afwijkende sporing en rijgedrag. |
| Dwarsverschuiving | Een afwijking waarbij een starre as of een wiel zijdelings is verschoven, waardoor de hartlijn van de wagen schuin komt te staan ten opzichte van de dwarsas. |
| Stuurrolradius (Scrub radius) | De stuurrolradius, ook wel schuurstraal of rolstraal genoemd, is de afstand tussen het snijpunt van het wielmiddenvlak met het wegdek en het snijpunt van de verlengde fuseehartlijn met het wegdek. Het beïnvloedt de stabiliteit en het tegengaan van fladderen. |
Cover
1AT 3 Remtechnologie - Ppt in.pdf
Summary
# Wettelijke eisen voor remsystemen
Dit onderwerp behandelt de minimum prestatievereisten waaraan remsystemen van voertuigen moeten voldoen, inclusief specifieke vertragingswaarden en vereiste krachten voor zowel bedrijfs- als parkeerremmen [2](#page=2) [3](#page=3).
### 1.1 Minimum prestatievereisten
Het remsysteem is een van de drie belangrijkste veiligheidsfactoren van een voertuig. De wettelijke eisen stellen minimumprestaties aan de remmen om de voertuigsnelheid te kunnen verminderen, oftewel te vertragen [2](#page=2) [3](#page=3).
#### 1.1.1 Bedrijfsrem
De wettelijke eis voor de bedrijfsrem van een personenwagen is dat deze een remvertraging van minimaal $5,8 \text{ m/s}^2$ (wat overeenkomt met $0,57 g$) moet kunnen bereiken. Deze prestatie moet geleverd worden met een pedaalkracht van maximaal $500 \text{ N}$. Een remvertraging van $5,8 \text{ m/s}^2$ betekent dat de remmen, onder gespecificeerde testomstandigheden, de snelheid van het voertuig elke seconde met $5,8 \text{ m/s}$ verminderen. Dit komt neer op een snelheidsvermindering van ongeveer $20,88 \text{ km/h}$ per seconde [3](#page=3) [4](#page=4).
> **Voorbeeld:** Bij een aanvangssnelheid van $80 \text{ km/h}$ zal de snelheid na één seconde vertraging met de bedrijfsrem nog ongeveer $60 \text{ km/h}$ bedragen. Na twee seconden zou dit nog ongeveer $40 \text{ km/h}$ zijn, na drie seconden nog ongeveer $20 \text{ km/h}$, en na vier seconden zou het voertuig stil moeten staan [4](#page=4).
#### 1.1.2 Parkeerrem
De parkeerrem moet mechanisch werken en een vertraging van minimaal $1,5 \text{ m/s}^2$ bewerkstelligen. Dit moet bereikt worden bij een kracht van maximaal $400 \text{ N}$ op de bedieningshefboom. Daarnaast is de eis dat een personenwagen met een stilstaande parkeerrem niet van een helling van $18 \%$ mag afrollen [3](#page=3).
#### 1.1.3 Factoren die remkracht beïnvloeden
De maximale remkracht van een voertuig is mede afhankelijk van het remsysteem zelf. Daarnaast spelen factoren zoals de ligging van het zwaartepunt, de wielophanging en het gewicht van de wagen een rol in het bepalen van de maximale remkracht die het voertuig kan genereren [4](#page=4).
---
# Soorten remsystemen en hun componenten
Dit hoofdstuk biedt een gedetailleerd overzicht van de verschillende soorten remsystemen die in voertuigen worden toegepast, met een focus op hun specifieke componenten en werking, waarbij zowel schijfremmen als trommelremmen uitgebreid worden behandeld [15](#page=15) [17](#page=17).
### 2.1 Algemene remsystemen en configuraties
Voertuigen worden afgeremd door wrijvingskrachten te genereren tussen roterende delen en stilstaande delen. Er zijn diverse configuraties van remsystemen mogelijk, afhankelijk van het type remmen op de voor- en achteras [15](#page=15) [17](#page=17).
* **Configuraties op basis van remtype:**
* Schijfrem vooraan en trommelrem achteraan [17](#page=17).
* Schijfrem vooraan en achteraan [17](#page=17).
* **Types hoofdremcilinders en bekrachtiging:**
* Enkelvoudige hoofdremcilinder [17](#page=17) [21](#page=21).
* Tandemhoofdremcilinder [17](#page=17) [22](#page=22) [23](#page=23).
* Hydraulische rembekrachtiger [17](#page=17).
* Onderdruk rembekrachtiger (vacuüm) [17](#page=17).
* **Regelapparatuur:**
* Remkrachtbegrenzer (remdrukbegrenzer) [17](#page=17) [18](#page=18).
* Remkrachtregelaar [17](#page=17) [18](#page=18).
* Last afhankelijke remkrachtregelaar (vaak op de achteras werkend) [17](#page=17) [18](#page=18).
* **Gescheiden remsystemen:**
* Diagonaal gescheiden remsysteem [19](#page=19).
### 2.2 De trommelrem
De trommelrem werkt door remschoenen tegen de binnenzijde van een roterende trommel te drukken [25](#page=25).
#### 2.2.1 Componenten van de trommelrem
* **Wielremcilinders:** Deze cilindrische componenten bevatten zuigers die, onder hydraulische druk, de remschoenen naar buiten drukken tegen de remtrommel [26](#page=26).
* **Remtrommel:** Een roterend extern onderdeel waarin de remschoenen wrijving genereren [25](#page=25).
* **Remzolen/remschoenen:** De onderdelen met het wrijvingsmateriaal die tegen de trommel worden gedrukt [28](#page=28).
#### 2.2.2 Zelfbekrachtiging van trommelremmen
Een belangrijk kenmerk van trommelremmen is hun potentieel voor zelfbekrachtiging, wat betekent dat de remkracht zichzelf versterkt tijdens het remmen [27](#page=27).
* **Primaire remschoen:** Deze schoen "grijpt" de trommel bij voorwaartse beweging en wordt mede door de rotatie van de trommel tegen de trommel gedrukt, wat de remkracht verhoogt [28](#page=28).
* **Secundaire remschoen:** Deze schoen is minder zelfbekrachtigend en werkt meer als een standaard remonderdeel [28](#page=28).
#### 2.2.3 Soorten trommelremmen
De indeling van trommelremmen is gebaseerd op de oriëntatie en het aantal zelfbekrachtigende remschoenen.
* **Simplexrem:** Heeft steeds één primaire (zelfbekrachtigende) en één secundaire remschoen [28](#page=28).
* **Duplexrem:** Beide remschoenen zijn zelfbekrachtigend bij voorwaarts rijden. Bij achteruit rijden zijn beide secundair, wat resulteert in een verminderde remkracht. Wordt vaak op voorwielen toegepast, maar nooit op beide tegelijk [29](#page=29).
* **Duo-duplexrem:** Biedt zelfbekrachtiging, zowel vooruit als achteruit rijdend [30](#page=30).
* **Servorem:** De primaire remschoen bekrachtigt de secundaire remschoen bij voorwaartse beweging, wat resulteert in een zeer grote remkracht vooruit. Achteruit is de bekrachtiging beperkt omdat de linkse schoen niet meer zelfbekrachtigend is. Dit type wordt weinig gebruikt vanwege de asymmetrische prestaties [31](#page=31).
> **Tip:** Trommelremmen kunnen bij vrachtwagens worden aangetroffen [32](#page=32) [33](#page=33) [34](#page=34).
#### 2.2.4 Nadelen van trommelremmen
* Ongelijkmatige remming [46](#page=46).
* Ophoping van slijtstof binnen de trommel, wat de werking kan beïnvloeden [46](#page=46).
* Gecompliceerder onderhoud [46](#page=46).
* Warmteontwikkeling kan leiden tot "fading" (verlies van remkracht door hitte) [46](#page=46).
### 2.3 De schijfrem
De schijfrem werkt door remblokken tegen een roterende schijf te drukken [35](#page=35).
#### 2.3.1 Componenten van de schijfrem
* **Remklauw:** Een omhulsel dat de remcilinder en remblokken bevat en over de remschijf beweegt [36](#page=36) [37](#page=37).
* **Remblokken:** Onderdelen met wrijvingsmateriaal die tegen de schijf worden gedrukt [36](#page=36).
* **Remschijf:** Een roterende metalen schijf die aan de wielnaaf is bevestigd [35](#page=35).
* **Remzuiger(s):** Worden door hydraulische druk naar buiten geduwd om de remblokken tegen de schijf te drukken [36](#page=36) [37](#page=37) [38](#page=38).
* **Rubberen afdichting:** Dient zowel voor afdichting als voor het terugtrekken van de zuiger na het lossen van de remdruk, waardoor speling ontstaat tussen blokken en schijf [39](#page=39).
#### 2.3.2 Soorten schijfremmen
De variaties in schijfremmen zitten voornamelijk in de montage van de remklauw.
* **Vaste montage:** Met twee remcilinders, waarbij beide zuigers naar binnen worden gedrukt [36](#page=36).
* **Zwevende uitvoeringen:**
* **Zwevende remklauw:** Bevat één remcilinder en één zuiger. De reactiekracht zorgt ervoor dat de remklauw verschuift. Dit is het meest voorkomende systeem [37](#page=37).
* **Zwevend gaffelstuk:** Bevat één remcilinder en twee zuigers. De zuigerkracht zorgt ervoor dat het gaffelstuk verschuift [38](#page=38).
#### 2.3.3 Regeling van de schijfrem
De rubberen afdichting van de zuiger speelt een cruciale rol in de automatische regeling. Na het loslaten van de remdruk trekt deze ring de zuiger licht terug, waardoor de remblokken speling krijgen ten opzichte van de schijf. Dit voorkomt restdruk op de vloeistof [39](#page=39).
#### 2.3.4 Bijzonderheden van de schijfrem
* **Temperatuurbeheersing:**
* Holle zuigers helpen bij het verminderen van warmteoverdracht [42](#page=42).
* Geventileerde remschijven, bestaande uit twee schijven met ventilatieribben ertussen, zorgen voor betere koeling en maken grotere remkrachten mogelijk. Deze schijven zijn steviger maar zwaarder [42](#page=42).
* **Veiligheid:** Systemen met twee zuigers die door twee afzonderlijke vloeistofcircuits worden bediend, verhogen de veiligheid [43](#page=43).
* **Piepen:** Kan optreden door trillingen, soms opgelost door uitsparingen in de remzuiger [41](#page=41).
#### 2.3.5 Voordelen van schijfremmen
* Compacte, eenvoudige en lichte constructie [44](#page=44).
* Goede koeling door de open constructie [44](#page=44).
* Warmte-uitzetting van de schijf heeft minimale invloed op de remwerking [44](#page=44).
* Gelijkmatige remwerking [44](#page=44).
* Slijtstof verdwijnt in de atmosfeer [44](#page=44).
* Snel onderhoud [44](#page=44).
* Zelfstellend (minder kans op blokkering) [44](#page=44).
#### 2.3.6 Nadelen van schijfremmen
* Duurdere uitvoering [45](#page=45).
* Snelle slijtage van de remvoering [45](#page=45).
* Verminderde remwerking bij natte remschijven [45](#page=45).
* Grotere pedaaldruk vereist voor dezelfde remvertraging als bij een trommelrem [45](#page=45).
* In de regel niet zelfbekrachtigend [45](#page=45).
### 2.4 De parkeerrem (handrem)
De parkeerrem is bedoeld om het voertuig vast te zetten wanneer het geparkeerd staat.
* **Manuele parkeerrem:** Kan werken op trommelremmen of gecombineerd zijn met schijfremmen. Ook inwendige trommelremmen in de achteras kunnen hiervoor dienen [48](#page=48) [50](#page=50) [51](#page=51).
* **Elektrische parkeerrem (EPB):** Een modernere variant die elektrisch wordt bediend [52](#page=52).
### 2.5 De remvoering
Het wrijvingsmateriaal, zowel voor remblokjes als remschoenen, is cruciaal voor het genereren van remkracht [54](#page=54).
#### 2.5.1 Componenten en eigenschappen van remvoeringen
* **Wrijvingsmateriaal:** Meestal een kunststofcomposiet, bestaande uit speciale vezels, een bindmiddel en toevoegingen [55](#page=55).
* **Eisen aan remvoeringen:**
* Bestand tegen hoge temperaturen (langdurig 300 °C, kortstondig 800 °C) [55](#page=55).
* Hoge weerstand tegen "fading" (verlies aan wrijvingskracht door hitte) [55](#page=55).
* Groot herstelvermogen [56](#page=56).
* Constante wrijvingscoëfficiënt gedurende de levensduur [56](#page=56).
* Ongevoeligheid voor vocht [56](#page=56).
* Laag geluidsniveau tijdens wrijving [56](#page=56).
* Slijtvastheid [56](#page=56).
* **Vezels:**
* Vroeger: Asbest (goed bestand tegen hitte, zuren en basen, maar schadelijk voor de gezondheid) [57](#page=57).
* Huidige alternatieven: Metaalvezels (lange levensduur, maar kunnen corrosie veroorzaken), glaswolvezels, kunststofvezels, keramische vezels [57](#page=57).
* Aramidevezels: een asbestvrije optie met hogere wrijvingscoëfficiënt en langere levensduur, maar duurder [57](#page=57).
* **Bindmiddel:** Fenolharsen, thermohardende kunststoffen en rubber worden gebruikt [58](#page=58).
* **Toevoegmaterialen:** Chemische stoffen die specifieke eigenschappen verbeteren, zoals bariumoxyde voor hitteslijtage en molybdeen voor geluidsvermindering [58](#page=58).
* **Inrijden van remvoeringen:** Een correct inrijproces creëert een goede oppervlaktestructuur, wat de levensduur kan verlengen. Direct krachtig remmen na montage kan brandvlekken veroorzaken [58](#page=58).
> **Formule:** De wrijvingskracht is afhankelijk van de spankracht van de rem en de wrijvingscoëfficiënt $(\mu)$ van de remtrommel en remvoering. De wrijvingscoëfficiënt $\mu$ ligt in het algemeen tussen 0,25 en 0,45 [54](#page=54).
> **Voorbeeld:** Een remvoering is opgebouwd uit een speciale vezel, een bindmiddel en toevoegingen [58](#page=58).
---
# Krachtoverbrenging en remkrachtberekeningen
Dit deel behandelt de principes van krachtoverbrenging tussen band en wegdek, asbelasting tijdens remmen, en de berekening van optimale en werkelijke remkrachten.
### 3.1 De krachtoverbrenging tussen band en wegdek
Het cruciale element voor de overdracht van remkrachten (en aandrijfkrachten) is de band. De gedragseigenschappen van de banden vormen de basis voor onderzoek en berekeningen met betrekking tot het remverschijnsel. Het gedrag van de band op het wegdek tijdens het remmen kan nauwkeurig worden weergegeven met de wet van Coulomb [69](#page=69):
$F_B = \mu \cdot G$ [69](#page=69).
Waarbij:
* $F_B$ = remkracht [69](#page=69).
* $\mu$ = remkracht coëfficiënt tussen band en wegdek [69](#page=69).
* $G$ = Gewicht voertuig [69](#page=69).
Volgens de massatraagheidswet van Newton geldt ook $F_B = m \cdot a$ [69](#page=69).
Hieruit volgt:
$\mu \cdot G = m \cdot a$ [70](#page=70).
$\mu \cdot m \cdot g = m \cdot a$ [70](#page=70).
$\mu = a/g$ [70](#page=70).
Dus: $a = \mu \cdot g$. Het gripniveau is meestal de beperkende factor bij remmen [70](#page=70).
De verhouding $a/g$ wordt de relatieve afremming genoemd en wordt aangeduid met de letter $z$ [70](#page=70):
$z = a/g$ [70](#page=70).
Daarom geldt:
$z = \mu$ [70](#page=70).
De procentuele afremming van een voertuig is gelijk aan de relatieve afremming vermenigvuldigd met 100%. Dit kan ook worden uitgedrukt als [70](#page=70):
% afremming $= (F_B / G) \cdot 100 \%$ [70](#page=70).
### 3.2 Asbelasting tijdens het remmen
#### 3.2.1 Bepalen van de grootte van de statische asbelasting
De statische asbelasting kan bepaald worden door het momentenevenwicht rondom de contactpunten van de wielen met het wegdek te beschouwen [71](#page=71).
Voor de achteras geldt het momentenevenwicht rond het contactpunt van het voorwiel:
$G_{VA,stat} \cdot l - G \cdot l_2 = 0$ [71](#page=71).
Hieruit volgt:
$G_{VA,stat} = G \cdot \frac{l_2}{l}$ [71](#page=71).
Voor de vooras geldt het momentenevenwicht rond het contactpunt van het achterwiel:
$G_{AA,stat} \cdot l = G \cdot (l - l_2)$ [71](#page=71).
Hieruit volgt:
$G_{AA,stat} = G \cdot \frac{(l - l_2)}{l}$ [71](#page=71).
De som van de verticale krachten op de assen moet gelijk zijn aan het totale voertuiggewicht ($G$) [71](#page=71):
$G_{VA,stat} + G_{AA,stat} = G$ [71](#page=71).
#### 3.2.2 Bepalen van de grootte van de dynamische asbelasting
De grootte van de dynamische asbelasting tijdens remmen wordt bepaald met behulp van het momentenevenwicht en het krachtenevenwicht, rekening houdend met de vertraging ($a$) en de hoogte van het zwaartepunt ($h$) ten opzichte van het wegdek, en de wielbasis ($l$) [72](#page=72).
De formules voor de dynamische asbelasting zijn:
$G_{VA,dyn} = G_{VA,stat} + \frac{(m \cdot a \cdot h)}{l}$ [72](#page=72).
$G_{AA,dyn} = G_{AA,stat} - \frac{(m \cdot a \cdot h)}{l}$ [72](#page=72).
De som van de dynamische asbelastingen blijft gelijk aan het totale voertuiggewicht:
$G_{AA,dyn} + G_{VA,dyn} = G$ [72](#page=72).
Grafisch kan de asbelasting worden weergegeven als functie van de vertraging ($a$) [73](#page=73).
> **Tip:** Bij het remmen verschuift de belasting naar voren, waardoor de vooras meer belast wordt en de achteras minder [72](#page=72).
**Rekenvoorbeeld:** [74](#page=74) [75](#page=75) [76](#page=76) [77](#page=77).
#### 3.2.3 Rekenvoorbeeld
Gegeven is een auto met een massa van 1200 kg en een wielbasis van 2,6 m. Het zwaartepunt ligt 1,2 m achter de vooras en op een hoogte van 0,6 m boven het wegdek [74](#page=74).
Gevraagd wordt de dynamische asbelasting bij remvertragingen van 2 m/s² en 10 m/s². De resultaten moeten ook in een grafiek worden gezet: $G_{VA,dyn}$ en $G_{AA,dyn}$ (in kN) in functie van $a$ (in m/s²) [74](#page=74).
**Oplossing:** [75](#page=75) [76](#page=76) [77](#page=77).
### 3.3 De optimale (ideale) remkracht
De grootte van de optimale remkracht wordt gegeven door de wet van Coulomb:
$F_B = \mu \cdot G$ [78](#page=78).
De grootte van de remkrachtcoëfficiënt ($\mu$) is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder:
* Relatieve afremming ($a/g$) [78](#page=78).
* Wielslip ($\lambda$) [78](#page=78).
* Weersomstandigheden [78](#page=78).
* Soort wegdek en ondergrond [78](#page=78).
* Banden (temperatuur, druk, profiel, soort) [78](#page=78).
De remkracht op de vooras ($F_{VBA}$) wordt berekend met:
$F_{VBA} = \mu \cdot G_{VA,dyn}$ [79](#page=79).
De remkracht op de achteras ($F_{BAA}$) wordt berekend met:
$F_{BAA} = \mu \cdot G_{AA,dyn}$ [79](#page=79).
Waarbij $G_{VA,dyn}$ en $G_{AA,dyn}$ de dynamische asbelastingen zijn [79](#page=79).
Remkrachten en normaalkrachten kunnen grafisch worden weergegeven. Het is voor constructeurs vaak interessanter om de (relatieve) remkracht van de achteras uit te zetten ten opzichte van de (relatieve) remkracht van de vooras [80](#page=80) [81](#page=81).
### 3.4 Het ideale remkrachtendiagram
Een ideaal remkrachtendiagram toont de verdeling van de remkrachten over de vooras en achteras bij een optimale remming, waarbij de maximale grip van de banden wordt benut zonder dat de wielen blokkeren [82](#page=82) [83](#page=83).
**Praktijkvoorbeeld:** [83](#page=83).
Stel een auto met een gewicht $G = 10000$ N en een gewenste relatieve afremming $z = 0,8$ (wat overeenkomt met een vertraging van 8 m/s²). Een ideaal remkrachtendiagram zou dan leiden tot een benodigde ideale remkracht op de vooras van ongeveer $F_{VBA} = 0,52 \cdot 10000$ N $= 5200$ N, en op de achteras $F_{BAA} = 0,28 \cdot 10000$ N $= 2800$ N [83](#page=83).
### 3.5 Het werkelijke remkrachtendiagram
#### 3.5.1 Opstellen van het werkelijke remkrachtendiagram
De werkelijke remkracht ($F_B$) per wiel wordt bepaald door de momenten die de reminrichting opwekt ten opzichte van het wielnavelpunt [84](#page=84).
$M_B = M_{remschijf}$ [84](#page=84).
$F_B \cdot r_d = F_{remschijf} \cdot r$ [84](#page=84).
$F_B = F_{remschijf} \cdot \frac{r}{r_d}$ [84](#page=84).
Waarbij:
* $r_d$ de effectieve straal van het wiel is [84](#page=84).
* $r$ de effectieve straal van de remschijf (of remtrommel) is [84](#page=84).
De remkracht op de remzuiger ($F_{remschijf}$) kan verder worden uitgedrukt als:
$F_{remschijf} = F_z \cdot 2 \cdot \mu$ of $F_{remschijf} = p_z \cdot A_z \cdot 2 \cdot \mu$ [85](#page=85).
Waarbij:
* $F_z$ de kracht is die door de remzuiger wordt uitgeoefend [85](#page=85).
* $p_z$ de hydraulische remdruk van de remzuiger is [85](#page=85).
* $A_z$ de oppervlakte van de remzuiger is [85](#page=85).
* $\mu$ de wrijvingscoëfficiënt van de remblokjes is [85](#page=85).
* De factor 2 verwijst naar de twee remblokjes per remklauw [85](#page=85).
Door deze relatie te substitueren, verkrijgen we:
$F_B = p_z \cdot A_z \cdot 2 \cdot \mu \cdot \frac{r}{r_d}$ [85](#page=85).
We kunnen hierin twee overbrengingsverhoudingen definiëren [85](#page=85):
* De inwendige overbrengingsverhouding $C_i = 2 \cdot \mu$. Voor schijfremmen is dit $2 \cdot \mu$, voor trommelremmen is de $C_i$ afhankelijk van het type trommelrem [85](#page=85).
* De uitwendige overbrengingsverhouding $C_u = r/r_d$. Voor schijfremmen is dit $r_{gem,remschijf} / r_d$, voor trommelremmen is dit $r_{remtrommel} / r_d$ [85](#page=85).
De remkracht per wiel wordt dan:
$F_B = p_z \cdot A_z \cdot C_i \cdot C_u$ [86](#page=86).
Voor een gehele as (met twee wielen) geldt de totale remkracht:
$F_{BVA} = F_{BHA} = 2 \cdot p \cdot A_z \cdot C_i \cdot C_u$ [86](#page=86).
Per as specifiek:
* $F_{BVA} = 2 \cdot p_{VA} \cdot A_{z,VA} \cdot C_{i,VA} \cdot C_{u,VA}$ [86](#page=86).
* $F_{BHA} = 2 \cdot p_{HA} \cdot A_{z,HA} \cdot C_{i,HA} \cdot C_{u,HA}$ [86](#page=86).
Vervolgens introduceren we de remkrachtsverdelingsfactor $D_B$ voor de verdeling tussen de achteras en vooras:
$D_B = \frac{F_{BHA}}{F_{BVA}}$ [86](#page=86).
Hieruit volgt:
$F_{BHA} = D_B \cdot F_{BVA}$ [86](#page=86).
En ook:
$\frac{F_{BHA}}{G} = D_B \cdot \frac{F_{BVA}}{G}$ [86](#page=86).
Dit is de vergelijking van de werkelijke remkrachtenverdeling, in de vorm $y = a \cdot x$, waarbij $D_B$ de richtingscoëfficiënt is [87](#page=87).
De grootte van $D_B$ kan worden berekend als de verhouding van de remkrachten op de achteras ten opzichte van de vooras:
$D_B = \frac{F_{BHA}}{F_{BVA}} = \frac{p_{HA} \cdot A_{z,HA} \cdot C_{i,HA} \cdot C_{u,HA}}{p_{VA} \cdot A_{z,VA} \cdot C_{i,VA} \cdot C_{u,VA}}$ [87](#page=87).
De formule kan vereenvoudigd worden onder de aannames dat de voor- en achterwielen identiek zijn ($r_{d,VA} = r_{d,HA}$) en dat bij een reminrichting met een vaste instelling de remdrukken gelijk zijn ($p_{VA} = p_{HA}$) [87](#page=87).
Een werkelijke remkrachtenverdelingslijn wordt grafisch weergegeven. Het remkrachtendiagram van een geladen voertuig toont eveneens de werkelijke remkrachtenverdeling [88](#page=88) [89](#page=89).
**Rekenvoorbeeld:** [100](#page=100) [90](#page=90) [91](#page=91) [92](#page=92) [93](#page=93) [94](#page=94) [95](#page=95) [96](#page=96) [97](#page=97) [98](#page=98) [99](#page=99).
#### 3.5.2 Rekenvoorbeeld examenvraag
Een voertuig heeft de volgende specificaties: massa 1600 kg, wielbasis 2,6 m, zwaartepunt 1,2 m achter de vooras, op een hoogte van 0,6 m boven het wegdek .
Gevraagd wordt:
a) De dynamische asbelasting (voor- en achteras) tijdens remmen met een vertraging van 6 m/s² .
b) De benodigde remkracht op de vooras en achteras voor dezelfde vertraging .
**Oplossing:** .
---
# Remdrukbegrenzers, regelaars en bekrachtigers
Remdrukbegrenzers en -regelaars zorgen ervoor dat de remdruk op de wielen wordt aangepast om wielblokkering te voorkomen, terwijl rembekrachtigers de benodigde pedaalkracht verminderen.
### 4.1 Remdrukbegrenzers en -regelaars: Inleiding en noodzaak
Remmen is gebaseerd op de wrijving tussen de remvoering en de remschijf of -trommel, en de wrijving tussen de banden en het wegdek. Wanneer de remkracht groter wordt dan de grip van de banden, kunnen de wielen blokkeren en doorschuiven, wat de remweg vergroot omdat rollende wrijving groter is dan glijdende wrijving. Factoren zoals defecten in het remsysteem, versleten banden of een glad wegdek kunnen slip veroorzaken, maar ook een te hoge pedaalkracht door de bestuurder kan hiertoe leiden .
Het blokkeren van de achterwielen, vooral bij het nemen van een bocht, kan leiden tot overstuur en verlies van controle over het voertuig. Tijdens het remmen vindt er een gewichtsverplaatsing plaats: de auto duikt naar voren, waardoor de achteras wordt ontlast en de vooras extra wordt belast. Deze gewichtsverplaatsing bevordert het blokkeren van de achterwielen. Om dit tegen te gaan, worden remdrukbegrenzers of remdrukregelaars in de achterste remleidingen gemonteerd .
### 4.2 Remdrukbegrenzers
Een remdrukbegrenzer is een systeem waarbij de afgeregelde remdruk constant wordt gehouden. Deze begrenzers werken onafhankelijk van de belasting en hebben een vaste begrenzingwaarde die door de fabrikant is vastgesteld .
### 4.3 Remdrukregelaars
Remdrukregelaars hebben een door de fabrikant ingesteld beginpunt. Vanaf dit punt neemt de remdruk naar de achterwielen geleidelijk toe, parallel aan de druk naar de voorwielen .
### 4.4 Lastafhankelijke regelaars
Bij lastafhankelijke regelaars is de remdruk naar de achterwielen afhankelijk van de belasting van het voertuig, wat wordt gemeten aan de hand van de hoogte van het chassis of de carrosserie boven de grond. Naarmate de belasting op de achteras toeneemt, zal ook het omschakelpunt voor de remdruk op de achteras hoger worden .
> **Tip:** Er bestaan zowel lastafhankelijke remdrukbegrenzers als lastafhankelijke remdrukregelaars .
### 4.5 Last- en vertragingsafhankelijke regelaars
Deze geavanceerdere regelaars houden rekening met zowel de belasting als de vertraging van het voertuig .
* **Werking bij duiken:** Wanneer het voertuig bij het remmen sterk duikt, neemt de hellingshoek van de kogelbaan in de regelaar af, waardoor de klep eerder sluit en de remdruk begrensd wordt .
* **Werking bij hogere belasting:** Bij een hogere statische belasting wordt de hellingshoek groter, waardoor de klep later sluit en de remdruk langer oploopt .
* **Achteruitrijden:** Bij achteruitrijden en vervolgens remmen, treedt de begrenzer niet in werking .
* **Gladde wegen:** Op gladde wegen moet voorzichtigheid geboden zijn. De vertraging is dan mogelijk te gering om de kogel in de regelaar te laten rollen, waardoor de begrenzer niet zal werken .
### 4.6 Rembekrachtigers
Voor zware voertuigen of voertuigen met schijfremmen (die geen zelfbekrachtiging hebben zoals trommelremmen) is een hogere remdruk nodig. Om de bestuurder in staat te stellen met een kleinere pedaalkracht toch voldoende remkracht te genereren, wordt een rembekrachtiger toegepast .
De meest gebruikte rembekrachtigers werken met onderdruk. Het verschil tussen atmosferische druk en de onderdruk op een zuiger of membraan creëert de extra remkracht. Bij benzinemotoren wordt de onderdruk in het inlaatspruitstuk benut, terwijl dieselmotoren vaak een extra onderdrukpomp hebben. Om ervoor te zorgen dat het voertuig nog steeds geremd kan worden mocht de bekrachtiging uitvallen, wordt deze normaal gesproken tussen het rempedaal en de hoofdrempomp geplaatst .
De grafiek toont de overdrachtskarakteristiek van een remsysteem en illustreert het nut van een rembekrachtiger .
**Figuren 114-119 beschrijven verschillende situaties in een remsysteem met bekrachtiging:**
* **Motor draait en er wordt niet geremd:** De situatie in ruststand wanneer de motor aan staat .
* **Beginnen met remmen (vacuümkanaal afgesloten):** Het vacuümkanaal wordt afgesloten zodra de bestuurder begint te remmen .
* **Beginnen met remmen (toevoer van buitenlucht):** De toevoer van buitenlucht wordt geopend wanneer de rem wordt ingetrapt .
* **Volledige remming:** Maximale bekrachtiging wordt bereikt bij hard remmen .
* **Andere voorbeelden:** Illustraties van verschillende standen en werkingen, waaronder ruststand en remmen .
---
# Controle en onderhoud van remsystemen
Dit onderwerp behandelt de procedures voor het inspecteren, onderhouden en diagnosticeren van storingen in remsystemen, inclusief de keuringseisen .
### 5.1 Onderhoud van remsystemen
Het onderhoud van remsystemen varieert afhankelijk van de frequentie van de controle, van een klein onderhoud tot een uitgebreid nazicht .
#### 5.1.1 Klein onderhoud
Bij een klein onderhoud ligt de focus op het controleren van:
* Het remvloeistofniveau .
* De remblokjes of remschoenen .
* De diepte waarop het rempedaal intrapt .
Indien het remvloeistofniveau abnormaal is gedaald, dient de oorzaak hiervan te worden opgespoord .
#### 5.1.2 Groot nazicht / Jaarlijks onderhoud
Een grondiger nazicht, typisch eenmaal per jaar, omvat de controle van alle componenten van het remsysteem :
* **Remvloeistof:** Controle van niveau, kooktemperatuur en eventuele vervuiling .
* **Remblokken:** Inspectie van de dikte en toestand, controle van de bewegingsvrijheid en op lekkage .
* **Remschoenen:** Controle van dikte en toestand, bewegingsvrijheid, reinigen en controleren op lekkage .
* **Leidingen:** Inspectie van flexibele leidingen op scheuren en stalen leidingen op roest .
* **Totaal systeem:** Algemene controle op lekkages .
* **Rempedaalgedrag:** Nagaan hoe diep het rempedaal zakt, wat kan duiden op lucht in het systeem of afstellingsproblemen .
* **Hoofdrempomp:** Controle of de cups goed afsluiten door stevig op het rempedaal te drukken; het pedaal mag niet verder inzakken .
* **Handrem:** Controleren op bewegingsvrijheid en slijtage, met specifieke aandacht voor de kabels .
* **Remmentestbank:** Tests uitgevoerd op een remmentestbank om het aanspreken, de aanspreekkracht, de gelijkmatigheid tussen links en rechts, trillingen, maximale remkracht, het lossen van de remmen en de pedaaldruk te beoordelen .
##### 5.1.2.1 Controle van remschijven en remtrommels
Voordat nieuwe remblokken worden gemonteerd, is het essentieel om de remschijven te controleren op slijtage :
* **Visuele inspectie:** Nagaan op groeven, scheurtjes en roest .
* **Minimale dikte:** Controleren of de dikte nog voldoet aan de specificaties van de fabrikant .
* **Slingering:** Meten van de maximale zijwaartse speling met een meetklok .
Indien nodig moeten remschijven worden geslepen, gedraaid of vervangen .
Remtrommels worden gecontroleerd op groeven, maximale diameter en ovaliteit .
##### 5.1.2.2 Preventie van rempiepen
Rempiepen kan worden voorkomen door kopervet, anti-piepspray of speciale pasta op de rug van de remblokken aan te brengen. Sommige nieuwe remblokken hebben een speciale laag aan de achterzijde ter voorkoming van piepen .
##### 5.1.2.3 Demontage en montage
Remleidingen worden losgemaakt met een open ringsleutel. Demonteerde remonderdelen moeten worden gereinigd met remmenreiniger en afgeblazen met droge perslucht. Inwendige onderdelen worden voor montage dun ingesmeerd met speciale rempasta om montage te vergemakkelijken en corrosie te voorkomen. Voor het onbeschadigd monteren van remcups kan een montagedoorn nodig zijn .
### 5.2 Meest voorkomende storingen in remsystemen
Diverse problemen kunnen zich voordoen in remsystemen, variërend van slijtage tot lekkages en defecten :
* **Voering van remblokjes of remschoenen versleten:** Dit is een veelvoorkomende oorzaak van verminderde remkracht .
* **Lekkage:** Lekkages kunnen optreden, met name bij de secundaire cup van de hoofdrempomp en de wielremcilinders van trommelremmen. Ook remleidingen, vooral door roest, kunnen gaan lekken. De plaats van de lekkage dient te worden opgespoord en gerepareerd .
* **Diep intrappen van het rempedaal:** Dit kan worden veroorzaakt door versleten remschoenen (die bijgeregeld moeten worden), lucht in het systeem (wat resulteert in een sponsig rempedaal), of een lek in een tandemrempomp die één circuit heeft verloren .
* **Scheef trekken van de wagen:** Dit duidt op een ongelijke remkrachtverdeling tussen de wielen aan dezelfde as .
* **Doortrappen van het rempedaal:** Dit is een indicatie van een remvloeistoflek of aanzienlijke hoeveelheid lucht in het systeem .
* **Ongelijke slijtage van remonderdelen:** Dit is meestal het gevolg van het klemmen van een van de remcomponenten .
* **Te grote benodigde rempedaalkracht:** Oorzaken kunnen zijn: lekkage op de remvoering, versleten remmen, uitgevallen remcircuit (bijvoorbeeld door een verstopping of defecte remdrukbegrenzer), problemen met de onderdrukpomp bij dieselmotoren, of een defecte rembekrachtiger .
* **Pulserend rempedaal:** Dit kan wijzen op slingering van de remschijf, afwijkingen in de diktetolerantie van de schijven, ovaliteit van trommelremmen, of te veel speling op de wiellagers .
### 5.3 Remmentestbank
Een remmentestbank wordt gebruikt om de remprestaties van een voertuig objectief te meten .
#### 5.3.1 Werking van een remmentestbank
De wielen van het voertuig worden op rollen geplaatst die door elektromotoren op een constante snelheid van 5 km/h worden gehouden. Wanneer de remmen worden geactiveerd, moeten de elektromotoren meer koppel leveren om de wielsnelheid constant te houden. Dit extra geleverde koppel wordt gemeten door een krachtopnemer. Omdat de diameter van de aandrijfrol bekend is, kan het remkoppel worden omgezet naar een remkracht. Door de omtreksnelheid van de kleine rol te vergelijken met de snelheid van het wiel, kan ook de mate van slip worden berekend .
### 5.4 Remmentest bij de autokeuring (MTM ≤ 3500 kg)
Tijdens de autokeuring wordt de remkracht per wiel gemeten om het remonevenwicht per as te bepalen .
#### 5.4.1 Keuringseisen remonevenwicht
Het remonevenwicht mag maximaal 30% bedragen .
* Een remonevenwicht tussen 30% en 50% resulteert in een sanctie code 2, wat betekent dat het voertuig 15 dagen geldigheidsduur krijgt .
* Een remonevenwicht van meer dan 50% leidt tot sanctie code 1, en het voertuig mag niet aan het verkeer deelnemen .
De formule voor het remonevenwicht is:
$$ \text{Remonevenwicht} = \frac{(\text{grootste remkracht} – \text{kleinste remkracht}) \times 100}{\text{grootste remkracht}} $$
**Voorbeeld remonevenwicht:**
Bij een auto is de remkracht op het linker voorwiel 3000 N en op het rechter voorwiel 2000 N .
$$ \text{Remonevenwicht} = \frac{(3000 \, \text{N} – 2000 \, \text{N}) \times 100}{3000 \, \text{N}} = 33\% $$
De auto wordt afgekeurd .
#### 5.4.2 Keuringseisen remdoelmatigheid
Voor voertuigen met een MTM (Maximum Toegelaten Massa) van 3500 kg of minder wordt de remdoelmatigheid niet expliciet uitgerekend. Echter, de remdoelmatigheid zou groter moeten zijn dan 50% .
De formule voor de remdoelmatigheid is:
$$ \text{Remdoelmatigheid} = \frac{(\text{som van alle remkrachten van alle vier de wielen}) \times 100}{\text{voertuiggewicht}} $$
**Voorbeeld remdoelmatigheid:**
Bij een auto is de remkracht op de voorwielen 6000 N en op de achterwielen 4000 N. De auto weegt 1500 kg .
$$ \text{Remdoelmatigheid} = \frac{(6000 \, \text{N} + 4000 \, \text{N}) \times 100}{1500 \, \text{kg} \times 9.81 \, \text{m/s}^2} \approx 67.95\% $$
Voor de parkeerrem moet de remdoelmatigheid 18% zijn. Bij de parkeerrem wordt geen remonevenwicht gesanctioneerd, maar beide wielen moeten wel afgeremd zijn .
### 5.5 Maha remmentestbank (VIVES)
De Maha remmentestbank wordt gebruikt voor keuringen en om specifieke remprestaties te meten .
**Voorbeeld remonevenwicht (Maha):**
Bij een auto is de remkracht op het linker voorwiel 1350 N en op het rechter voorwiel 1650 N .
$$ \text{Remonevenwicht} = \frac{(1650 \, \text{N} – 1350 \, \text{N}) \times 100}{1650 \, \text{N}} = 18\% $$
De auto wordt goedgekeurd .
**Voorbeeld remdoelmatigheid vooras (Maha):**
De remkracht op de voorwielen is 1350 N + 1650 N = 3000 N. De auto weegt op de vooras 882 kg .
$$ \text{Remdoelmatigheid vooras} = \frac{3000 \, \text{N} \times 100}{882 \, \text{kg} \times 9.81 \, \text{m/s}^2} \approx 34.6\% $$
**Voorbeeld remdoelmatigheid handrem en remonevenwicht handrem (Maha):**
De remkracht van de handrem (op de achterwielen) is 1650 N + 2420 N = 4070 N. De totale massa van de auto is 1527 kg .
$$ \text{Remdoelmatigheid handrem} = \frac{4070 \, \text{N} \times 100}{1527 \, \text{kg} \times 9.81 \, \text{m/s}^2} \approx 27\% $$
Het remonevenwicht voor de handrem is:
$$ \text{Remonevenwicht} = \frac{(2420 \, \text{N} – 1650 \, \text{N}) \times 100}{2420 \, \text{N}} = 32\% $$
> **Tip:** Noodremassistentie (EBA) detecteert een noodstop door de snelheid waarmee het rempedaal wordt ingetrapt en zorgt ervoor dat de maximale remkracht wordt geleverd, wat resulteert in de kortst mogelijke remweg .
>
> **Tip:** Bij het monteren van nieuwe onderdelen, zoals remblokken of remcups, is het cruciaal om de juiste procedures en materialen te gebruiken om de functionaliteit en veiligheid van het remsysteem te garanderen .
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Remtechnologie | Het vakgebied dat zich bezighoudt met de principes, componenten en systemen die worden gebruikt om voertuigen te vertragen of tot stilstand te brengen. Dit omvat zowel de mechanische als de hydraulische aspecten van remmen. |
| Wettelijke eisen | Minimale normen en specificaties die door wetgevers worden opgelegd voor de prestaties en veiligheid van remsystemen van voertuigen, om zo de verkeersveiligheid te waarborgen. |
| Remvertraging | De mate waarin de snelheid van een voertuig afneemt per tijdseenheid tijdens het remmen, uitgedrukt in meters per seconde kwadraat (m/s²). Een hogere waarde betekent een snellere vertraging. |
| G-krachten (g-factor) | Een eenheid die wordt gebruikt om versnellingen of vertragingen te kwantificeren door ze te vergelijken met de aardversnelling ($g \approx 9,81 \text{ m/s}^2$). Een waarde van 5g betekent een versnelling of vertraging die vijf keer zo groot is als de aardversnelling. |
| Hydraulisch remsysteem | Een remsysteem dat gebruik maakt van hydraulische vloeistof om de remkracht van de bestuurder over te brengen van het rempedaal naar de remmechanismen bij de wielen. |
| Lucht in het remsysteem | De aanwezigheid van samendrukbare luchtbellen binnen het hydraulische remcircuit, wat resulteert in een sponsachtig of veerkrachtig rempedaal en verminderde remprestaties. |
| Waterdamp in het remsysteem | Damp die ontstaat wanneer water in de remvloeistof verdampt bij hoge temperaturen, wat eveneens leidt tot samendrukbaarheid en verminderde remwerking, vergelijkbaar met lucht. |
| Zwaartepunt | Het punt in een object waar het gewicht gelijkmatig verdeeld kan worden gedacht. De positie van het zwaartepunt beïnvloedt de gewichtsverdeling en daarmee de belasting op de assen tijdens remmen. |
| Asbelasting | De verticale kracht die door de wielen van een as op het wegdek wordt uitgeoefend. Deze belasting verandert tijdens het remmen door gewichtsverplaatsing. |
| Dynamische asbelasting | De veranderlijke belasting op de assen van een voertuig tijdens beweging, specifiek tijdens het remmen, waarbij de vooras zwaarder wordt belast en de achteras lichter. |
| Statische asbelasting | De belasting op de assen van een voertuig wanneer het stilstaat. |
| Remkracht | De kracht die wordt uitgeoefend door het remsysteem om de beweging van een wiel te vertragen of te stoppen. |
| Band-wegdek wrijvingscoëfficiënt ($\mu$) | De verhouding tussen de maximale wrijvingskracht die een band kan genereren op het wegdek en de normaalkracht die op de band werkt. Deze bepaalt de maximale grip. |
| Massatraagheidswet van Newton | Een natuurkundige wet die stelt dat de netto kracht op een object gelijk is aan de massa van het object vermenigvuldigd met zijn versnelling ($F = m \cdot a$). |
| Wielslip (λ) | De situatie waarbij de rotatiesnelheid van een wiel niet overeenkomt met de snelheid van het voertuig over de grond, wat kan gebeuren bij het remmen of accelereren. |
| Vapour lock | Een fenomeen waarbij dampbellen ontstaan in de remvloeistof door oververhitting, wat leidt tot een tijdelijk verlies van remwerking totdat de vloeistof is afgekoeld. |
| Droog kookpunt | Het kookpunt van een nieuwe, droge remvloeistof in zijn oorspronkelijke verpakking. |
| Nat kookpunt | Het kookpunt van remvloeistof nadat deze een bepaalde hoeveelheid vocht heeft opgenomen, wat lager is dan het droge kookpunt. |
| Remdrukbegrenzer | Een mechanisch apparaat in het remsysteem dat de maximale remdruk die naar een wiel (meestal de achteras) kan worden geleverd, beperkt om wielblokkering te voorkomen. |
| Remdrukregelaar | Een apparaat dat de remdruk naar de achterwielen regelt in verhouding tot de remdruk op de voorwielen, vaak om de remkrachtverdeling te optimaliseren. |
| Lastafhankelijke remdrukregelaar | Een regelaar die de remdruk naar de achterwielen aanpast op basis van de actuele belading van het voertuig, meestal gemeten via de hoogte van de carrosserie ten opzichte van de assen. |
| Rembekrachtiger | Een onderdeel dat de kracht die de bestuurder op het rempedaal uitoefent, versterkt, waardoor minder fysieke inspanning nodig is om een effectieve remvertraging te bereiken. |
| Noodremassistentie (EBA) | Een elektronisch systeem dat een noodstop detecteert op basis van de snelheid waarmee het rempedaal wordt ingetrapt, en automatisch de maximale remkracht activeert om de remweg te verkorten. |
| Remmentestbank | Een apparaat dat wordt gebruikt om de remprestaties van een voertuig te meten door de remkrachten van de individuele wielen te kwantificeren en te vergelijken. |
| Remonevenwicht | Een verschil in remkracht tussen de wielen aan weerszijden van eenzelfde as, wat kan leiden tot een scheve remweg en verminderde stabiliteit. |
| Remdoelmatigheid | De totale effectiviteit van het remsysteem, uitgedrukt als het percentage van het voertuiggewicht dat door de remmen kan worden weerstaan. |
| Trommelrem | Een type remsysteem waarbij remschoenen tegen de binnenzijde van een roterende trommel worden gedrukt om wrijving te genereren en het voertuig te vertragen. |
| Schijfrem | Een type remsysteem waarbij remblokken tegen een roterende schijf worden gedrukt om wrijving te genereren en het voertuig te vertragen. |
| Hoofdremcilinder | Het hydraulische component dat de druk van het rempedaal omzet in hydraulische druk die door de remleidingen naar de remmen bij de wielen wordt gevoerd. |
| Remvoering | Het wrijvingsmateriaal dat op de remschoenen (trommelremmen) of remblokken (schijfremmen) is aangebracht en in contact komt met het roterende remcomponent om wrijving te creëren. |
| Fading | Het verlies aan remkracht dat optreedt bij langdurig of zwaar remmen, veroorzaakt door oververhitting van de remcomponenten en de remvloeistof. |
| Parkeerrem (handrem) | Een mechanisch remsysteem dat gebruikt wordt om het voertuig stil te zetten wanneer het geparkeerd staat, en dat onafhankelijk werkt van het hydraulische remsysteem. |
| Elektrische parkeerrem (EPB) | Een geautomatiseerd systeem dat de parkeerrem bedient via een elektrische actuator, vaak met knopbediening in plaats van een hendel. |
| Remvloeistof | Een speciale hydraulische vloeistof die wordt gebruikt in hydraulische remsystemen om druk over te brengen en die voldoet aan strikte eisen wat betreft kookpunt, vloeibaarheid en compatibiliteit met rubberen onderdelen. |
| Wielremcilinder | Een hydraulische cilinder die de druk van de remvloeistof omzet in mechanische kracht om de remschoenen (trommelrem) of remblokken (schijfrem) tegen het remorgaan te drukken. |
| Zelfbekrachtiging | Een mechanisme in bepaalde remsystemen, met name trommelremmen, waarbij de rotatie van de remtrommel zelf bijdraagt aan het verhogen van de remkracht, zonder extra hydraulische druk. |
| Dubbel-duplexrem | Een type trommelrem dat is ontworpen om zelfbekrachtiging te bieden, ongeacht de draairichting van de trommel, wat resulteert in een consistente remkracht. |
| Servorem | Een type trommelrem dat een speciale configuratie gebruikt om een verbeterde zelfbekrachtiging te realiseren, vooral bij voorwaartse beweging. |
| Vaste montage schijfrem | Een type schijfrem waarbij de remklauw vast aan het fuseelichaam is gemonteerd en beide zuigers de remblokken tegen de schijf drukken. |
| Zwevende montage schijfrem | Een type schijfrem waarbij de remklauw mobiel is gemonteerd en door middel van een zuiger de remblokken tegen de schijf drukt. Er wordt onderscheid gemaakt tussen een zwevende remklauw (één zuiger) en een zwevend gaffelstuk (twee zuigers). |
| Remzuiger | Een cilindrisch component binnen de remcilinder dat door de hydraulische druk van de remvloeistof naar buiten wordt gedrukt om de remblokken of remschoenen te activeren. |
| Remblok (Remvoering) | Platte stukken wrijvingsmateriaal die bij schijfremmen tegen de remschijf worden gedrukt. |
| Remsegment | Het roterende deel van het remsysteem waarop de remvoering wordt uitgeoefend, zoals een remschijf of remtrommel. |
| Aride kookpunt | De temperatuur waarbij de remvloeistof kookt wanneer deze nieuw en droog is. |
| Vochtig kookpunt | De temperatuur waarbij de remvloeistof kookt nadat deze een hoeveelheid vocht heeft opgenomen. Dit is altijd lager dan het aride kookpunt. |
| Remlichtschakelaar | Een schakelaar die wordt geactiveerd wanneer de bestuurder het rempedaal intrapt, wat resulteert in het oplichten van de remlichten aan de achterkant van het voertuig. |
| Remmenreiniger | Een speciale reinigingsvloeistof die wordt gebruikt om remonderdelen te ontvetten en te reinigen, en die snel verdampt zonder residu achter te laten. |
| Koppervet | Een smeermiddel dat hittebestendig is en wordt gebruikt op de ruggen van remblokken om piepende geluiden te verminderen. |
| Rempasta | Een speciale pasta die wordt gebruikt bij de montage van remonderdelen om smering te bieden, corrosie te voorkomen en de montage te vergemakkelijken. |
Cover
1AT 4 Stuurgeometrie - Ppt in.pdf
Summary
# Doel en eisen van de stuurinrichting
Het primaire doel van de stuurinrichting is het bewust en stabiel bepalen van de rijrichting van een voertuig door het veranderen van de stand van de wielen. Hierbij zijn diverse eisen gesteld aan een goed functionerende stuurinrichting, waaronder foutloze besturing, lichtheid, stuurgevoel, zelfrichtend vermogen en bedrijfszekerheid [2](#page=2) [4](#page=4) [5](#page=5) [6](#page=6).
### 1.1 Doel van de stuurinrichting
Het hoofddoel van de stuurinrichting is het bewust en stabiel bepalen van de rijrichting van het voertuig door het aanpassen van de stand van de gestuurde wielen. Hoewel dit eenvoudig lijkt, is de relatie tussen het verdraaien van het stuurwiel, de hoekverdraaiing van de gestuurde wielen, de opbouw van spoorkrachten tussen de band en het wegdek, en de feitelijke koersverandering van het voertuig niet lineair. Hierbij kan een onderscheid worden gemaakt tussen bewuste besturing en onbewuste besturing (zelfsturing) [2](#page=2).
### 1.2 Eisen gesteld aan de stuurinrichting
Er worden verschillende eisen gesteld aan een goed functionerende stuurinrichting, onderverdeeld naar functionaliteit en veiligheid:
#### 1.2.1 Eisen met betrekking tot de besturing
* **Foutloze besturing**: De gestuurde wielen dienen zo zuiver mogelijk te rollen om de rolweerstand te minimaliseren en bandenslijtage te beperken [4](#page=4).
* **Licht sturen**: De inspanning die nodig is om het stuurwiel te draaien, moet gering zijn [4](#page=4).
* **Efficiënte overbrenging**: Het sturen mag niet te veel omwentelingen van het stuurwiel vereisen om een gewenste wieluitslag te bereiken [4](#page=4).
* **Stuurgevoel**: De bestuurder moet de krachten tussen de band en het wegdek kunnen voelen via het stuurwiel. Dit is cruciaal om de grenzen van slippen te herkennen [4](#page=4).
* **Spelingvrije overbrenging**: De verbinding tussen het stuurwiel en de gestuurde wielen mag geen speling bevatten [4](#page=4).
* **Zelfrichtend vermogen**: De stuurinrichting moet de neiging hebben om na een stuurbeweging zelf terug te keren naar de middenpositie [5](#page=5).
* **Ongevoeligheid voor belading**: De werking van de stuurinrichting mag niet significant worden beïnvloed door de belading van het voertuig [5](#page=5).
* **Kleine draaicirkel**: De draaicirkel van het voertuig moet zowel linksom als rechtsom beperkt zijn [5](#page=5).
#### 1.2.2 Eisen met betrekking tot actieve veiligheid
* **Bedrijfszekerheid**: De stuurinrichting moet een hoge mate van bedrijfszekerheid garanderen. Dit betekent dat deze niet mag uitvallen door breuk, het losraken van onderdelen of slijtage [6](#page=6).
* Dit wordt bereikt door een solide constructie, het gebruik van taaie materialen en het borgen van moerbevestigingen [6](#page=6).
#### 1.2.3 Eisen met betrekking tot passieve veiligheid
* **Integriteit bij aanrijding**: De stuurinrichting moet zodanig worden ontworpen en geplaatst dat deze bij een aanrijding zo goed mogelijk blijft functioneren [7](#page=7).
* **Plaatsing en vervorming**: Onderdelen van de stuurinrichting dienen bij voorkeur buiten de 'kreukzone' geplaatst te worden. In plaats van te breken, moeten deze onderdelen bij een impact buigen, tenzij breuk bewust is ingebouwd, zoals bij bepaalde veiligheidsstuurkolommen [7](#page=7).
* **Letselbeperking**: Letsel als gevolg van contact met het stuurwiel moet tot een minimum worden beperkt. Specifiek moet de 'lanswerking' van de stuuras tijdens een frontale aanrijding worden voorkomen [7](#page=7).
---
# Verschillende soorten stuursystemen
Dit gedeelte beschrijft de diverse typen stuursystemen die gebruikt worden bij voertuigen, variërend van simpele mechanismen tot geavanceerde elektronische systemen.
### 2.1 Molenbesturing
Molenbesturing kenmerkt zich door het scharnierpunt, de koningsas of king pin, dat zich ter hoogte van het midden van de gehele as bevindt. Dit principe is zeer geschikt voor de getrokken besturing van aanhangwagens en wordt ook toegepast als bewuste besturing op sommige landbouwmachines [8](#page=8).
### 2.2 Balhoofdbesturing
Balhoofdbesturing wordt toegepast wanneer slechts één wiel bestuurd hoeft te worden [9](#page=9).
### 2.3 Knikbesturing
Bij knikbesturing bevindt het scharnierpunt voor de draaibeweging zich tussen de starre vooras en achteras. Hierdoor kan het voorste deel van het chassis ten opzichte van het achterste gedeelte bewegen. Dit type besturing is veelgebruikt bij grondverzetmachines [10](#page=10).
### 2.4 Besturing met behulp van aandrijf- of remkrachten
#### 2.4.1 Besturing met aandrijfkrachten
Voertuigen, zoals rupsvoertuigen maar ook voertuigen met reguliere wielen, kunnen bestuurd worden door een verschil in aandrijfkrachten tussen de linker en rechter rupsband of wielen te creëren. Dit maakt het mogelijk om zeer scherpe bochten te nemen. Door de linker en rechter rupsband tegengesteld van elkaar te laten draaien, kan het voertuig zelfs ter plaatse om zijn as draaien [11](#page=11).
#### 2.4.2 Besturing met remkrachten
Besturing met remkrachten wordt toegepast in combinatie met ESP (Electronic Stability Program). ESP is een voertuigdynamica regeling die de veiligheid tijdens het besturen van een voertuig aanzienlijk verhoogt [12](#page=12).
### 2.5 Krabbesturing
Krabbesturing is een speciaal type vierwielbesturing waarbij alle wielen in dezelfde richting en met dezelfde hoek worden gestuurd. Dit type besturing wordt veelvuldig toegepast bij verreikers [13](#page=13).
### 2.6 Fuseebesturing
Bij vierwielige voertuigen wordt uitsluitend fuseebesturing toegepast vanwege de benodigde ruimte en stabiliteit van het voertuig. Bij fuseebesturing draaien de gestuurde wielen afzonderlijk om een nagenoeg verticale as, de fuseehartlijn genoemd, die zich in de nabijheid van en naast de wielen bevindt [14](#page=14).
#### 2.6.1 Achterwielbesturing
Achterwielbesturing vergemakkelijkt het manoeuvreren en wordt daarom toegepast op voertuigen zoals vorkheftrucks en maaidorsers. Het is minder geschikt voor de besturing van zwaar belaste voorassen. Bij het sturen beweegt de achterzijde van het voertuig eerst naar buiten, wat leidt tot een naar binnen gerichte kracht onder de voorwielen. Pas daarna ontstaat onder de achterwielen ook een naar binnen gerichte kracht, wat het voertuig instabiel kan maken, de draaicirkel vergroot en grote stuuruitslagen vereist, met een verhoogd omkantelgevaar [15](#page=15).
#### 2.6.2 Voorwielbesturing
Voorwielbesturing wordt verkozen bij vooruitrijdende personenauto's vanwege de hoge snelheden en de grote dwarskrachten die optreden in bochten, wat een korte aanspreektijd van het stuursysteem vereist. Bij auto's met achterwielaandrijving zijn de aandrijving en besturing gescheiden, wat resulteert in een eenvoudigere constructie vergeleken met voorwielaandrijving [16](#page=16).
#### 2.6.3 Vierwielbesturing
Bij vierwielbesturing worden zowel de wielen van de vooras als de achteras gestuurd. Er zijn twee hoofdtypen [16](#page=16):
* **Passieve zelfbesturing:** Hierbij stuurt de achteras door gecontroleerde vervorming van wielgeleidingselementen onder invloed van dwarskrachten [16](#page=16).
* **Actieve besturing achteras:** Hierbij sturen de achterwielen mee met de voorwielen of tegen de voorwielen in [16](#page=16).
##### 2.6.3.1 Meesturen
Bij meesturen worden de achterwielen in dezelfde richting bewogen als de voorwielen. Dit vermindert het giermoment op de wagen bij het uitwijken. Op snelwegen, wanneer de achterwielen onder dezelfde hoek worden verdraaid als de voorwielen, beweegt het voertuig parallel over het wegdek zonder giermoment. Dit vermindert de instabiliteit van het voertuig aanzienlijk tijdens een uitwijkmanoeuvre. Meesturen wordt uitsluitend gebruikt om op hoge snelheden de stabiliteit te verbeteren en de stuurprecisie te verhogen [17](#page=17).
##### 2.6.3.2 Tegensturen
Bij tegensturen draaien de achterwielen in de tegengestelde richting van de voorwielen. Dit vergroot het giermoment op het voertuig, maar verkleint de draaicirkel. Dit wordt vaak toegepast bij uitzonderlijk vervoer en bij lange aanhangwagens om toch een relatief kleine draaicirkel te realiseren [18](#page=18).
#### 2.6.4 Meerassige besturing
Meerassige besturing wordt toegepast bij vrachtwagens en bussen om een kleinere draaicirkel te verkrijgen en een smallere bochtbaanbreedte te realiseren. Trailers met meerdere gestuurde assen maken gebruik van assen die mechanisch of hydraulisch worden aangestuurd [19](#page=19) [20](#page=20).
### 2.7 Mechanisch versus elektronisch stuursysteem
#### 2.7.1 Mechanisch stuursysteem
Vroeger werden stuursystemen volledig mechanisch uitgevoerd, waarbij de stuurarbeid via scharnierende stangen, hefbomen en tandwieloverbrengingen van het stuurwiel naar de gestuurde wielen werd overgebracht. Tegenwoordig beschikken vrijwel alle voertuigen over stuurbekrachtiging [21](#page=21).
#### 2.7.2 Elektronisch sturen ('steer-by-wire')
Bij 'steer-by-wire'-systemen is de mechanische verbinding tussen het stuurwiel en de gestuurde wielen verbroken. Het stuurcommando wordt hierbij elektrisch vertaald en elektronisch geregeld. Elk wiel kan individueel gestuurd worden. De huidige wetgeving biedt echter nog geen ruimte voor de toepassing van dergelijke systemen [22](#page=22).
---
# Stuurgeometrie en correct sturen
Dit gedeelte behandelt de principes van correct sturen, de formule die dit definieert, en de toepassing ervan binnen de Ackermannsturing om een optimale bochtmanoeuvre te realiseren.
### 3.1 Algemene begrippen
De stuurinrichting is het mechanisme waarmee de bestuurder de rijrichting van een voertuig kan veranderen. Deze cursus focust specifiek op de stuurgeometrie die deze bewuste besturing behelst. Er bestaan diverse vormen van besturing, waaronder die door de bestuurder, aanhangersturing, zelfsturing door koppeloverdracht (torque steering), zelfsturing door krachten op de bovenbouw, onderstuur en overstuur, zelfsturing bij in- en uitveren (bump steering), en besturing door leunen of hangen in de bocht [23](#page=23) [24](#page=24).
### 3.2 Correct sturen
#### 3.2.1 Definitie van correct sturen
Correct sturen wordt gedefinieerd als de situatie waarin de normaalvlakken van alle wielen samenkomen in één lijn. Deze lijn staat loodrecht op het wegdek en snijdt in het draaipunt van de bocht [26](#page=26) [27](#page=27).
#### 3.2.2 Formule voor correct sturen
Om de relatie tussen de wieluitslagen en voertuigafmetingen te beschrijven bij correct sturen, wordt gebruik gemaakt van goniometrische relaties. Beschouw een tweewielige sturing met de volgende definities [27](#page=27):
* $\alpha$: de inslaghoek van het buitenwiel [27](#page=27).
* $\beta$: de inslaghoek van het binnenwiel [27](#page=27).
* $s$: de fuseebasis (afstand tussen de draaipunten van de fusees) [27](#page=27).
* $l$: de wielbasis (afstand tussen de voor- en achteras) [27](#page=27).
Vanuit geometrische overwegingen met de driehoeken $\Delta OAX$ en $\Delta OBY$, waar $O$ het draaipunt is, vinden we de volgende relaties [27](#page=27):
* $OX = l \cot(\alpha)$
* $OY = l \cot(\beta)$
Het verschil tussen $OX$ en $OY$ is gelijk aan de fuseebasis $s$:
$l \cot(\alpha) - l \cot(\beta) = s$
Hieruit volgt de **formule voor correct sturen**:
$$ \cot(\alpha) - \cot(\beta) = \frac{s}{l} $$
#### 3.2.3 Andere betrekkingen bij correct sturen
* **$\beta$ in functie van $\alpha$**: Indien de voertuigafmetingen $s$ en $l$ bekend zijn, kan de inslaghoek van het binnenwiel ($\beta$) berekend worden voor elke inslaghoek van het buitenwiel ($\alpha$) met de volgende formule:
$$ \cot(\beta) = \cot(\alpha) - \frac{s}{l} $$
Dit betekent dat $\beta = \text{arccot}\left(\cot(\alpha) - \frac{s}{l}\right)$ [28](#page=28).
* **De draaistraal $R_\alpha$ in functie van de voertuigafmetingen**: De draaistraal bepaalt de minimum draaicirkel van een voertuig [28](#page=28).
$$ R_\alpha = \frac{l}{\sin(\alpha)} + e $$
Hierbij is $e$ de afstand van de fusee tot de buitenkant van het wiel [28](#page=28).
**Voorbeeld**: Een wagen met een wielbasis van 2,7 m en een maximale wieluitslag van het buitenwiel van 30°. De afstand van de fusee tot de buitenkant van het wiel is 25 cm (0,25 m).
De draaistraal is:
$R_\alpha = \frac{2,7 \text{ m}}{\sin(30^\circ)} + 0,25 \text{ m} = \frac{2,7}{0,5} + 0,25 = 5,4 + 0,25 = 5,65 \text{ m}$ [28](#page=28).
De minimum draaicirkel is dan $2 \times R_\alpha = 2 \times 5,65 \text{ m} = 11,3 \text{ m}$ [28](#page=28).
#### 3.2.4 Uitspoor in de bocht bij correct sturen
Bij het nemen van een bocht, zullen de voorwielen een zekere mate van uitspoor vertonen. Dit uitspoor is het hoekverschil tussen de twee voorwielen. De grootte van dit uitspoor in de bocht, ook wel voorloophoek genoemd, is gelijk aan [29](#page=29):
$$ \Delta = \alpha - \beta $$
> **Tip**: Bij correct sturen liggen de snijpunten van de verlengingen van de wielassen ($Z$) voor elke wieluitslag op een rechte lijn, bekend als de "rechte van Kamm" [39](#page=39).
### 3.3 Ackermannsturing
#### 3.3.1 Principe van het stuurtrapezium
De Ackermannsturing is een stuursysteem dat ontwikkeld is om de principes van correct sturen zo goed mogelijk te benaderen in de praktijk. Het stuursysteem wordt ook wel het "stuurtrapezium" genoemd [30](#page=30) [35](#page=35).
Het fuseestuk, ook wel bekend als 'steering knuckle' in het Engels, bestaat uit de fuseearm en de wielas of wielnaaf die één geheel vormen. Bij een voertuig met achterwielaandrijving (RWD) is dit een fusee-as, terwijl het bij voorwielaangedreven voertuigen (FWD) een fuseenaaf is [31](#page=31) [35](#page=35).
#### 3.3.2 Uitspoor in de bocht bij Ackermann
Ook bij de Ackermannsturing vertonen de voorwielen uitspoor wanneer een bocht wordt genomen. Dit uitspoor is het hoekverschil tussen de twee voorwielen. De grootte van het uitspoor in de bocht wordt, net als bij correct sturen, uitgedrukt als [36](#page=36):
$$ \Delta = \alpha - \beta $$
#### 3.3.3 De Ackermann stuurinrichting
Bij de Ackermann stuurinrichting is er sprake van een "fout" op het binnenwiel. Er is idealiter slechts één correct punt S, wat overeenkomt met een kleine stuurhoek. Dit wordt vaak geassocieerd met snel rijden. De elasticiteit van de banden vangt de kleine afwijkingen die hierdoor ontstaan op [40](#page=40).
> **Tip**: De Ackermannsturing streeft ernaar de ideale bochtstraal te benaderen, maar in de praktijk zullen er kleine afwijkingen zijn, vooral bij grotere stuurhoeken. De bandenelasticiteit speelt een cruciale rol in het compenseren van deze afwijkingen [40](#page=40).
### 3.4 Goniometrisch verband tussen correct sturen en Ackermann
Het doel van de goniometrische analyse is om het verschil grafisch aan te tonen tussen het concept van "correct sturen" (de rechte van Kamm) en de "werkelijke stuurinrichting van Ackermann" (de foutkromme van Ackermann) [37](#page=37).
#### 3.4.1 Correct sturen
Bij correct sturen liggen de snijpunten $Z$ van de wielassen, voor elke mogelijke wieluitslag, op de rechte van Kamm. Dit is de theoretische ideale situatie [38](#page=38) [39](#page=39).
#### 3.4.2 De Ackermann stuurinrichting
In de Ackermann stuurinrichting is er sprake van een afwijking, met name op het binnenwiel. Slechts bij een kleine stuurhoek, zoals bij snel rijden, kan de situatie als "correct" worden beschouwd (punt S). De elasticiteit van de banden is essentieel om de kleine afwijkingen die hieruit voortkomen op te vangen [40](#page=40).
---
# Constructie van de stuurinrichting
Dit deel behandelt de mechanische opbouw en diverse componenten van stuurinrichtingen, inclusief directe en indirecte besturing, verschillende stangenstelsels, fuseepen- en fuseekogelverbindingen, de spoorstangkogel en diverse typen stuurhuizen [45](#page=45).
### 4.1 Basisconstructie van de stuurinrichting
Voor de overdracht van stuurbewegingen zijn meerdere onderdelen vereist [45](#page=45).
### 4.2 Directe en indirecte besturing
Het onderscheid tussen directe en indirecte besturing ligt in het stuurhuis en de overbrenging van dit huis naar de spoorstangarmen [46](#page=46).
#### 4.2.1 Directe besturing
Bij directe besturing wordt de roterende beweging van de stuuras in het stuurhuis omgezet naar een rechtlijnige beweging, doorgaans middels een rondsel en een tandheugel. De tandheugel brengt deze beweging via de spoorstangen over op de spoorstangarmen, waarbij kogelgewrichten voor de nodige scharnierwerking zorgen [46](#page=46).
**Eigenschappen van directe besturing:**
* Eenvoudige en lichte constructie [47](#page=47).
* Geringe slijtage door weinig draaipunten [47](#page=47).
* Snelle reactie op stuurbewegingen [47](#page=47).
* Relatief zwaar sturen [47](#page=47).
* Directe overdracht van stoten en trillingen van de voorwielen naar het stuurwiel [47](#page=47).
#### 4.2.2 Indirecte besturing
Bij indirecte besturing is het stuurwiel via de stuuras verbonden met het stuurhuis, waar de roterende beweging wordt vertraagd overgebracht. De uitgaande as van het stuurhuis is voorzien van een Pitman-arm, die een cirkelvormige beweging uitvoert. Middels een stangenstelsel en een hulppitman-arm wordt deze beweging omgezet naar een min of meer rechtlijnige beweging van de spoorstangen. Indirecte besturing kenmerkt zich door een grotere vertraging, wat resulteert in een tragere reactie op stuurbewegingen [48](#page=48) [49](#page=49).
**Eigenschappen van indirecte besturing:**
* Relatief lichte besturing door de grote vertraging [50](#page=50).
* Minder trillingen in het stuurwiel dankzij het dempende effect van de overbrengingsonderdelen [50](#page=50).
* Geen snelle reacties mogelijk door de grote vertraging [50](#page=50).
* Zware, ingewikkelde en kwetsbare constructie [50](#page=50).
* Gevoelig voor slijtage door het grote aantal scharnierpunten en bewegende delen [50](#page=50).
### 4.3 Stangenstelsel van de stuurinrichting
Spoorstangen zijn essentieel voor de overdracht van de stuurbeweging van het stuurhuis naar de voorwielen. Afhankelijk van de voorasconstructie worden bij starre assen ongedeelde spoorstangen toegepast, en bij onafhankelijke wielophanging twee- of driedelige spoorstangen [51](#page=51).
#### Ongedeelde spoorstang met Pitmanarm
Dit is het meest eenvoudige stangenstelsel en vereist drie draaipunten. Ongedeelde spoorstangen worden enkel toegepast bij starre assen, waarbij de afstand tussen fuseepennen of fuseekogels niet varieert [51](#page=51).
#### Tweedelige spoorstang met Pitmanarm
Tweedelige spoorstangen kunnen in het midden of zijdelings gedeeld zijn. Ze zijn noodzakelijk bij voertuigen met onafhankelijke wielophanging, aangezien de bestuurde wielen onafhankelijk kunnen inveren, wat de zelfstuurbewegingen tijdens het inveren vermindert [52](#page=52).
#### Tweedelige spoorstang met tandheugel
Deze constructie wordt zeer frequent toegepast. Het stangenstelsel wordt bediend door de tandheugel van een tandheugelstuurhuis. Er zijn twee uitvoeringen mogelijk: de tandheugel vormt een deel van de spoorstang, of de tandheugel bedient rechtstreeks de gedeelde spoorstang [53](#page=53) [54](#page=54).
#### Driedelige spoorstang met Pitmanarm
Een driedelige spoorstang, met de benodigde hulppitmanarm, biedt nog meer comfort. Het voordeel van deze constructie, ondanks de hogere kosten, is dat inverende wielen geen stuurbewegingen veroorzaken, wat resulteert in nauwkeurige wielgeleiding [55](#page=55).
#### Stuurdemper
Een stuurdemper kan bij alle uitvoeringen van de stuurinrichting worden toegepast. Stuurdempers zijn schokdempers met een enkele buis, ontworpen om onrustige besturing te voorkomen en fladderen van de wielen tegen te gaan [56](#page=56).
### 4.4 De fuseepen- of fuseekogelverbinding
#### De fuseepen
De fuseepen was de voorganger van de fuseekogel bij motorvoertuigen en wordt tegenwoordig voornamelijk toegepast bij bedrijfswagens en sommige terreinwagens met een starre vooras, waar de spoorstangafstand constant blijft. Fuseepennen zijn niet onderhoudsvrij en vereisen regelmatige smering via een smeernippel [57](#page=57).
#### De fuseekogel
Bij personenwagens worden voornamelijk kogelverbindingen gebruikt. Deze maken het mogelijk dat onderdelen van het stangenstelsel om de hartlijn van de kogelverbinding kunnen draaien en beperkte kantelbewegingen haaks op deze lijn kunnen maken. De kogelbout is gelagerd tussen stalen of kunststof schotels met een smeermiddel. Een manchet voorkomt verlies van het smeermiddel. Kogelverbindingen zijn onderhoudsvrij en dienen bij beschadiging van de manchet vervangen te worden [58](#page=58).
### 4.5 De spoorstangkogel
De spoorstangkogel, ook wel stuurkogel genoemd, faciliteert de scharnierende beweging tussen de spoorstang en de koppelstang. De opbouw is vergelijkbaar met die van een fuseekogel [60](#page=60).
### 4.6 Het stuurhuis
#### 4.6.1 Functies van het stuurhuis
Het stuurhuis heeft als primaire taken het omzetten van de draaibewegingen van het stuurwiel naar een zwaaibeweging van de Pitman-arm of een heen en weer gaande beweging van de tandheugel. Tevens verkleint het stuurhuis de benodigde stuurkracht door middel van een overbrenging van 14:1 tot 22:1. Bij een overbrenging tussen 14:1 en 18:1 is stuurbekrachtiging noodzakelijk. Verder dient het stuurhuis het stuurwiel te beschermen tegen storende krachten van de voorwielen [61](#page=61).
#### 4.6.2 De reductie van het stuurhuis
De reductie of overbrengingsverhouding $i$ van een stuurhuis is de verhouding tussen de hoekverdraaiing van het stuurwiel $\alpha_1$ (in graden) en de uitslag van de wielen $\alpha_2$ (in graden) [62](#page=62):
$$i = \frac{\alpha_1}{\alpha_2}$$
Deze formule geldt enkel bij een groot uitslagbereik en een lineaire overbrenging [62](#page=62).
* **Lineaire overbrenging:** De verhouding tussen de stuurwielverdraaiing en de wieluitslag is constant over het gehele bereik [62](#page=62).
* **Progressieve overbrenging:** De verhouding is variabel; de wielen worden met toenemende stuuruitslag sneller verdraaid [62](#page=62).
#### 4.6.3 Stuurhuizen met draaibeweging
##### Stuurhuis met schroef en moer
Dit type stuurhuis maakt een beweging van de Pitman-arm tot 90° mogelijk. Het kent relatief veel slijtage door wrijving en de speling van de stuurmoer is niet afstelbaar. De overbrenging is lineair [63](#page=63).
##### Stuurhuis met kogelkringloop
Vanwege de wrijving in stuurhuizen met schroef en moer zijn stuurhuizen met rollende wrijving ontwikkeld. Bij dit type hebben de stuurschroef en kogelmoer een kogelloopbaan. De schroefdraad van de schroef dient als loopbaan voor de kogels. De stuurschroef draait kogels rond in gesloten circuits, die via kogelgeleidingen worden teruggevoerd. Een tandsector, die in de vertanding van de kogelmoer grijpt, beweegt de Pitman-arm. Voordelen zijn nagenoeg geen slijtage en een afstelbare axiale speling. De overbrenging is lineair en dit type wordt toegepast op terreinvoertuigen en vrachtwagens [64](#page=64) [65](#page=65).
#### 4.6.4 Stuurhuis met wormoverbrenging
Stuurhuizen met wormoverbrenging kunnen zijn uitgevoerd met een tandsector, een rol of een nok, en bieden grote reducties tot 22:1 [66](#page=66).
##### Stuurhuis met worm en tandsector
Een cilindrische worm zorgt ervoor dat een tandsector een zwaaibeweging maakt. De Pitman-arm is hiermee verbonden en kan tot 70° zwaaien. Een nadeel is de sterke slijtage door glijdende wrijving, en het stuurhuis vereist veel kracht van de bestuurder. De overbrenging is lineair [66](#page=66).
##### Stuurhuis met worm en rol
In plaats van een tandsector heeft dit stuurhuis een getande rol. De worm is globoïde van vorm, waardoor de rol een draaibeweging kan uitvoeren. De Pitman-arm maakt hierdoor een zwaaibeweging van 90°. Voordelen zijn geringe slijtage, lichte bediening, en compacte inbouwruimte. Het stuurhuis is afstelbaar en volledig spelingsvrij bij rechtuitrijden. Dit type wordt toegepast bij voertuigen als de Land Rover Defender 110 SW [68](#page=68) [69](#page=69).
##### Stuurhuis met worm en nok
Dit stuurhuis bezit een cilindrische worm met variabele spoed. Een kegelvormige nok rolt af op de flanken van de worm, waardoor de nok verschuift en de Pitman-as een zwaaibeweging maakt. De voordelen zijn geringe slijtage en lichte bediening. De speling van de worm en Pitman-as, evenals de speling tussen nok en worm, zijn afstelbaar [70](#page=70).
#### 4.6.5 Stuurhuis met schuifbeweging
##### Tandheugelstuurhuis met constante tandsteek
In dit stuurhuis grijpt een rondsel met schuine vertanding in een tandheugel. Het verdraaien van het stuurwiel zorgt ervoor dat het rondsel draait en de tandheugel haaks op de rijrichting wordt verschoven, wat de beweging overbrengt op de spoorstangen. Een veerbelast drukstuk drukt de tandheugel tegen het rondsel, wat zorgt voor een spelingsvrij stuurhuis. De wrijving tussen het drukstuk en de tandheugel dempt stoten naar het stuurwiel. Voordelen zijn de vlakke constructie, directe overbrenging, goede terugkeereigenschappen en economische productie. Dit type wordt veel toegepast bij voertuigen met voorwielaandrijving. De overbrenging is lineair [71](#page=71) [72](#page=72).
##### Tandheugelstuurhuis met variabele tandsteek
De basisconstructie en voordelen komen overeen met die van een tandheugelstuurhuis met constante tandsteek. Bij een variabele tandsteek wordt de tandsteek $s$ kleiner vanaf het midden ($s_1$) naar de uiteinden ($s_2$). In het midden resulteert dit in een grote tandheugeluitslag per stuurwielomwenteling, en dus ook een grote wieluitslag. Aan de uiteinden is de tandheugeluitslag per omwenteling kleiner, wat een kleinere wieluitslag geeft. Dit vergemakkelijkt parkeermanoeuvres [73](#page=73).
---
# Vierwielbesturing en stuurgedrag
Dit gedeelte behandelt de principes van voertuigstuurgedrag, waaronder de dynamische reacties zoals over- en onderstuur, en verkent de implementatie en voordelen van vierwielbesturingssystemen bij verschillende fabrikanten.
### 5.1 Stuurgedrag
Het stuurgedrag van een voertuig wordt beïnvloed door de verdeling van de centrifugaalkracht over de voor- en achteras, die in het zwaartepunt aangrijpt. Dit kan leiden tot een afwijking van de gewenste rijrichting en slip, welke deels gecompenseerd kan worden door tegensturing. De drifthoek is de hoek tussen de gestuurde rijrichting en de werkelijke rijrichting [41](#page=41) [42](#page=42).
#### 5.1.1 Overstuur
Bij overstuur is de drifthoek aan de achterzijde groter dan aan de voorzijde. Als de stuuruitslag niet wordt verminderd, zal het voertuig achteraan uitbreken [42](#page=42).
#### 5.1.2 Onderstuur
Onderstuur kenmerkt zich door een kleinere drifthoek aan de achterzijde dan aan de voorzijde. Dit komt vooral voor bij voertuigen met de motor voorin [43](#page=43).
#### 5.1.3 Neutraal stuurgedrag
Neutraal stuurgedrag treedt op wanneer de drifthoeken voor en achter gelijk zijn, wat vaak geassocieerd wordt met een zwaartepunt dat zich meer in het midden van het voertuig bevindt [43](#page=43).
#### 5.1.4 Invloed op onder- en overstuur
Verschillende technische aanpassingen kunnen het onder- of overstuurgedrag beïnvloeden:
| Aanpassing | Meer onderstuur | Meer overstuur |
| :-------------------------- | :-------------- | :------------- |
| Bandenspanning voor | Lager | Hoger |
| Bandenspanning achter | Hoger | Lager |
| Breedte band voor | Smaller | Breder |
| Breedte band achter | Breder | Smaller |
| Spoorbreedte voor | Kleiner | Groter |
| Spoorbreedte achter | Groter | Kleiner |
| Camber voor | Meer positief | Meer negatief |
| Camber achter | Meer negatief | Meer positief |
| Veren voor | Stugger / sterker | Slapper |
| Veren achter | Slapper | Stugger / sterker |
| Stabilisatorstang voor | Dikker / stugger | Dunner / slapper |
| Stabilisatorstang achter | Dunner / slapper | Dikker / stugger |
| Gewichtsverdeling | Meer voor | Meer achter |
| Wiellastvariatie voor | Groter | Kleiner |
| Wiellastvariatie achter | Kleiner | Groter |
### 5.2 Vierwielbesturing
Vierwielbesturingssystemen verbeteren de bestuurbaarheid en stabiliteit van voertuigen door de achterwielen mee te laten sturen.
#### 5.2.1 Renault 4control system
Het Active Drive-chassis van Renault, uitgerust met het 4control systeem, biedt verbeterde bestuurbaarheid en stabiliteit [74](#page=74).
* **Onder 60 km/u:** De achterwielen draaien in tegengestelde richting van de voorwielen, wat de bestuurbaarheid verbetert door een kleinere draaicirkel en directer sturen met kleinere wielhoeken [74](#page=74).
* **Boven 60 km/u:** De achterwielen draaien in dezelfde richting als de voorwielen. Dit vergroot de stabiliteit door de centrifugale kracht die de achteras naar buiten wil duwen in bochten te neutraliseren, waardoor dwarskrachten op de achteras en de kans op overstuur verminderen. Hierdoor wordt de bochtradius groter, wat de bocht minder scherp maakt [75](#page=75) [76](#page=76).
Het 4-wielbesturingssysteem van Renault bestaat uit een rekeneenheid, een elektrische actuator, een dwarsstang met overbrengingsstangen en kogeldraaipunten, en een fusee. De componenten zijn geïntegreerd in de achteras [77](#page=77).
#### 5.2.2 BMW Integral Active Steering (5-reeks, 2009)
BMW's Integral Active Steering, een optie voor de 5-reeks, combineert stuurinrichting met variabele overbrengingsverhouding met een meesturende achteras. Via een elektromotor kunnen de achterwielen tot 2,5 graden meedraaien [78](#page=78).
* **Van 0 tot 60 km/u:** De achterwielen draaien tegengesteld aan de voorwielen om de wendbaarheid te vergroten, wat de draaicirkel met 0,5 meter verkleint [78](#page=78).
* **Boven 60 km/u:** De achterwielen draaien in dezelfde richting als de voorwielen voor betere stabiliteit in bochten bij hogere snelheden [78](#page=78).
#### 5.2.3 Mercedes S-CLASS en andere systemen .
Er zijn ook vierwielbesturingssystemen toegepast in de Mercedes S-CLASS Mercedes Vito taxi, en de Nissan Pivo Concept. De exacte specificaties en werkingsprincipes van deze systemen worden nader onderzocht in de bijbehorende bronnen [79](#page=79) [80](#page=80).
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Stuurinrichting | Het systeem in een voertuig dat de bestuurder in staat stelt de rijrichting bewust te veranderen door de stand van de wielen aan te passen. Het doel is om een stabiele en gecontroleerde koers te behouden, waarbij de krachten tussen band en wegdek voelbaar zijn voor de bestuurder. |
| Spoorkrachten | De krachten die ontstaan tussen het bandenoppervlak en het wegdek wanneer een voertuig stuurt. Deze krachten zijn essentieel voor het bepalen van de koersverandering, maar de relatie hiertussen en de stuuruitslag is niet lineair. |
| Zelfbesturing (of Torque Steering) | Een vorm van besturing waarbij het voertuig zichzelf stuurt, vaak door een verschil in aandrijfkrachten (koppel) tussen de linker en rechter aandrijfwielen of rupsbanden. Dit kan leiden tot zeer scherpe bochten of zelfs het ter plaatse draaien van het voertuig. |
| Bump steering | Zelfsturing van een besturde as die wordt veroorzaakt door het inveren of uitveren van de wielophanging. De wieluitslag verandert dan ongewild als gevolg van de beweging van de veer. |
| Fuseebesturing | Een stuursysteem waarbij elk gestuurd wiel afzonderlijk draait om een nagenoeg verticale as, de fuseehartlijn genoemd. Dit is de standaard voor vierwielige voertuigen vanwege stabiliteit en ruimte. |
| Fuseehartlijn | De denkbeeldige, nagenoeg verticale as waaromheen een gestuurd wiel draait bij fuseebesturing. |
| Ackermannsturing | Een stuursysteem dat is ontworpen om het principe van correct sturen zo goed mogelijk te benaderen, waarbij de voorwielen in bochten een lichte hoekafwijking vertonen (uitspoor) om zuiver te rollen. Dit wordt gerealiseerd met een stuurtrapezium. |
| Stuurtrapezium | Een mechanische verbinding tussen de stuurkolom en de voorwielen, bestaande uit een vierhoekige constructie met stangen, die zorgt voor de Ackermann kinematica om correct sturen te benaderen. |
| Uitspoor in de bocht | Het hoekverschil tussen de linker en rechter voorwielen wanneer deze in een bocht sturen. Bij correct sturen en Ackermannsturing is er een positief uitspoor, waarbij het buitenwiel een grotere inslaghoek heeft dan het binnenwiel. |
| Stuurhuis | Het centrale onderdeel van de stuurinrichting dat de roterende beweging van het stuurwiel omzet in een beweging die de wielen stuurt, hetzij een zwaaibeweging (Pitmanarm) of een rechtlijnige beweging (tandheugel). |
| Tandheugelstuurhuis | Een type stuurhuis waarbij een rondsel, verbonden met de stuurkolom, in een tandheugel grijpt. De beweging van de tandheugel stuurt de wielen rechtlijnig. Dit systeem is compact en direct. |
| Wormoverbrenging stuurhuis | Een stuurhuis dat een wormschroef gebruikt om een tandheugel, rol of nok aan te drijven, wat resulteert in een draaibeweging die de wielen stuurt. Diverse uitvoeringen (met tandsector, rol, nok) bieden verschillende eigenschappen zoals reductie en slijtage. |
| Stuurgedrag | De manier waarop een voertuig reageert op stuuringangen, met name in bochten. Dit wordt beïnvloed door factoren zoals de drifthoek, zwaartepuntligging en bandenspanning, wat leidt tot overstuur, onderstuur of neutraal stuurgedrag. |
| Overstuur | Een stuurgedrag waarbij de drifthoek van de achterwielen groter is dan die van de voorwielen. Dit kan leiden tot het uitbreken van de achterkant van het voertuig, wat het voertuig potentieel instabiel maakt. |
| Onderstuur | Een stuurgedrag waarbij de drifthoek van de voorwielen groter is dan die van de achterwielen. Het voertuig neigt dan naar de buitenkant van de bocht te duwen, wat het moeilijker maakt om de gewenste bocht te nemen. |
| Drifthoek (Sliphoek) | De hoek tussen de gestuurde rijrichting van een wiel en de werkelijke rijrichting van het voertuig. Een sliphoek is noodzakelijk om stuurkrachten over te brengen, maar te grote hoeken leiden tot slip en verlies van grip. |
| Vierwielbesturing | Een systeem waarbij zowel de voorwielen als de achterwielen van een voertuig gestuurd kunnen worden. Dit verbetert de manoeuvreerbaarheid bij lage snelheden (tegengestelde richting) en de stabiliteit bij hoge snelheden (zelfde richting). |
Cover
Directe benzine injectie 2425 deel 1 MORFIS.pdf
Summary
# Directe benzine-inspuiting: technologie en mengselvorming
Dit onderwerp behandelt de fundamentele aspecten van directe benzine-inspuiting, inclusief de redenen voor het gebruik ervan, de voordelen en nadelen, en de verschillende methoden van mengselvorming zoals wandgeleid, luchtgeleid en straalgeleid.
### 1.1 Redenen voor directe benzine-inspuiting
Directe benzine-inspuiting (GDI) wordt toegepast om brandstof rechtstreeks in de verbrandingskamer te spuiten. Dit leidt tot verschillende voordelen ten opzichte van traditionele injectiesystemen. Een van de belangrijkste voordelen is minder brandstofcondens aan de cilinderwand, wat resulteert in efficiënter gebruik van brandstof. Daarnaast is er minder warmteverlies doordat het vlamfront zich verder van de wand bevindt. Al deze factoren dragen bij aan een verminderd brandstofverbruik [2](#page=2).
Echter, directe benzine-inspuiting kent ook nadelen. De kortere tijd die beschikbaar is voor het mengen van brandstof en lucht kan leiden tot een hogere roetuitstoot. Bovendien vereist GDI meer controle over factoren zoals de luchtstroming en de werking van de verstuivers [2](#page=2).
### 1.2 Methodes van mengselvorming
Er zijn verschillende methodes voor mengselvorming bij directe benzine-inspuiting, voornamelijk te onderscheiden in wand/lucht geleid en straalgeleid [24](#page=24) [26](#page=26) [3](#page=3) [5](#page=5).
#### 1.2.1 Wand/lucht geleide mengselvorming
Bij wand/lucht geleide mengselvorming, toegepast door fabrikanten als Volkswagen en Ford, varieert de inspuitdruk tussen de 50 en 200 bar, afhankelijk van de belasting van de motor [25](#page=25) [4](#page=4).
* **Wandgeleid:** Dit treedt op bij een beperkte luchtstroom. De benzine verdampt dan door contact met de zuigerbodem [25](#page=25) [4](#page=4).
* **Luchtgeleid:** Dit vindt plaats bij een grotere luchtstroming, waarbij de benzine meer door de luchtstroom wordt gemengd [25](#page=25) [4](#page=4).
#### 1.2.2 Straalgeleide mengselvorming
Straalgeleide inspuiting, een methode die onder andere door BMW wordt toegepast, vertoont sterke gelijkenissen met directe injectie bij dieselmotoren [26](#page=26) [27](#page=27) [5](#page=5) [6](#page=6).
* **Inspuitdruk:** De druk kan oplopen tot 200 bar bij recentere systemen. Bij de meest recente systemen kunnen de drukken zelfs oplopen tot 350 bar, met name tijdens de opwarmingsfase van de motor, terwijl bij een bedrijfswarmte motor de druk tussen de 140 en 200 bar ligt [27](#page=27) [6](#page=6).
##### 1.2.2.1 Meergats-straalgeleide verstuiver
Een type injector dat bij straalgeleide inspuiting wordt gebruikt, is de meergats-straalgeleide verstuiver [28](#page=28).
##### 1.2.2.2 Voorbeeld: BMW B38/B48 motoren
Specifieke voorbeelden van straalgeleide inspuiting zijn te vinden in de BMW B38/B48 motoren [29](#page=29) [30](#page=30) [31](#page=31) [32](#page=32) [33](#page=33) [34](#page=34).
* **Injectoren:** De Euro 5 motoren maken gebruik van Bosch HDEV 5.1 injectoren met een maximale druk van 150 bar, terwijl de Euro 6 motoren zijn uitgerust met Bosch HDEV 5.2 injectoren die een maximale druk van 200 bar aankunnen [29](#page=29) [30](#page=30).
* **Aanpassingen voor emissiereductie:** Het grootste verschil tussen de Euro 5 en Euro 6 injectoren ligt in aanpassingen die zijn doorgevoerd om de roetuitstoot te verminderen. Dit wordt bereikt door 20% minder brandstof richting de uitlaatklep te spuiten [30](#page=30).
> **Tip:** Injector B spuit merkbaar minder brandstof richting de uitlaatzijde van de cilinder (rechts) in [31](#page=31).
* **Aanpassing inspuitduur-reactietijd:** Bij Euro 5 injectoren werd een QR-code gebruikt voor het aanleren van de injector. Na verloop van tijd en door slijtage kon deze kalibratie incorrect worden. Een Euro 6 motor moet echter ook na 100.000 km nog aan de uitstooteisen voldoen. Dit vereist dat de ECU zelf aanpassingen kan doen door het meten van de spanning (U) en stroom (I) [32](#page=32).
> **Voorbeeld:** Slijtagecorrectie bij een Euro 6 verstuiver is een cruciaal aspect om de emissienormen te blijven garanderen [34](#page=34).
---
# Verbrandingsstrategieën bij directe benzine-inspuiting
Deze paragraaf behandelt de twee primaire strategieën voor verbranding bij motoren met directe benzine-inspuiting: gelaagde verbranding en homogene verbranding, inclusief hun specificaties, randvoorwaarden en werking onder diverse omstandigheden [7](#page=7).
### 2.1 Gelaagde verbranding
Gelaagde verbranding, voornamelijk toegepast bij lage belasting, kenmerkt zich door een specifiek mengsel dat rond de bougie wordt gevormd, omgeven door een mantel van uitlaatgas en lucht [9](#page=9).
#### 2.1.1 Specificaties en proces
* **Uitlaatgasrecirculatie (EGR):** Tot dertig procent EGR kan worden toegepast [9](#page=9).
* **Inspuitmoment:** De injectie vindt plaats tijdens de compressieslag, vlak voor het Bovenste Dode Punt (BDP) [11](#page=11) [14](#page=14) [9](#page=9).
* **Lucht-brandstofverhouding:** Er worden lambdawaarden tot 2 bereikt, wat overeenkomt met een verhouding van ongeveer 30 kg lucht per kg brandstof [9](#page=9).
* **Mengselvorming:** Het doel is om een "bolletje" brandbaar mengsel te creëren in een mantel van EGR en lucht. Dit brandbare bolletje moet zich rond de elektroden van de bougie bevinden voor een optimale ontsteking [9](#page=9).
* **Luchtgeleiding:** Een correcte geleiding van de luchtstroming is cruciaal voor dit proces [9](#page=9).
* **Compressiefase:** Aan het begin van de compressieslag wordt in principe alleen lucht gecomprimeerd [10](#page=10).
* **Injectiedruk:** De injectiedruk varieert tussen 40 en 200 bar [11](#page=11).
* **Verbrandingsuitdagingen:** Het vermijden van te veel verse lucht in de "mantel" rond het brandbare mengsel is belangrijk om de vorming van stikstofoxiden (NOx) te minimaliseren, hoewel dit in de praktijk niet altijd volledig haalbaar is [13](#page=13).
#### 2.1.2 Randvoorwaarden voor gelaagde verbranding
Om de gelaagde verbrandingsstrategie effectief te kunnen toepassen, moeten aan de volgende voorwaarden worden voldaan [15](#page=15):
* De motor moet zich in een specifiek belastings- en toerentalgebied bevinden, doorgaans bij lagere belasting en toerental [15](#page=15).
* Er mogen geen storingen in het systeem zijn die de uitlaatgasemissies beïnvloeden [15](#page=15).
* De koelvloeistoftemperatuur moet hoger zijn dan 50 °C [15](#page=15).
* De klep van het inlaatspruitstuk moet gesloten kunnen worden [15](#page=15).
* De temperatuur van de NOx-hoofdkatalysator moet tussen de 250 °C en 500 °C liggen [15](#page=15).
Als aan een van deze voorwaarden niet wordt voldaan, schakelt het systeem over op homogene verbranding [15](#page=15).
### 2.2 Homogene verbranding
Homogene verbranding, vaak toegepast bij hogere belasting, zorgt voor een gelijkmatige verdeling van brandstof en lucht in de cilinder [16](#page=16) [18](#page=18).
#### 2.2.1 Specificaties en proces
* **Inspuitmoment:** De injectie vindt doorgaans plaats tijdens de inlaatslag [17](#page=17) [22](#page=22).
* **Lucht-brandstofverhouding:** Er worden lambda-waarden tot 1,6 bereikt, waarbij lambda = 1 de meest voorkomende setting is [17](#page=17).
* **Mengsel:** Het mengsel bestaat uit lucht, EGR en benzine die homogeen worden verdeeld voor de compressie [18](#page=18).
* **Ontsteking:** De ontsteking vindt plaats nadat het homogeen gemengde brandstof-luchtmengsel is gecomprimeerd [19](#page=19).
#### 2.2.2 Toepassingen en strategieën
* **Dubbele inspuiting bij koude start:**
* Bij een koude start wordt vaak twee keer geïnjecteerd om een rijker mengsel te creëren [21](#page=21).
* De ontsteking wordt vervolgens laat ingezet [21](#page=21).
* **Doelen:** Snel opwarmen van de katalysator en verbeteren van de rijeigenschappen van een koude motor [21](#page=21).
* **Moderne systemen:** De nieuwste generaties directe benzine-injectiemotoren kunnen bij koude start juist gelaagd inspuiten om de uitstoot van koolwaterstoffen (HC) te verminderen [21](#page=21).
* **Enkele inspuiting bij bedrijfstemperatuur:**
* Bij bedrijfstemperatuur wordt doorgaans één keer geïnjecteerd, tijdens de inlaatslag [22](#page=22).
* Sommige systemen maken gebruik van dubbele inspuiting bij vollast [22](#page=22).
> **Tip:** Het vermogen om te wisselen tussen gelaagde en homogene verbranding is essentieel voor het optimaliseren van zowel prestaties als emissies onder verschillende bedrijfsomstandigheden [7](#page=7).
---
# Inlaatsystemen en cilinderuitschakeling bij moderne benzine-motoren
Dit deel behandelt geavanceerde inlaatsystemen die gericht zijn op het optimaliseren van de cilindervulling door middel van wervelstromen en variabele inlaatlengte, en introduceert de technologie van cilinderuitschakeling om brandstofefficiëntie te verhogen [35-46, 64-67.
### 3.1 Geavanceerde inlaatsystemen
Moderne benzinemotoren maken gebruik van geavanceerde inlaatsystemen om de efficiëntie en prestaties te verbeteren. Een belangrijk aspect hiervan is het genereren en beheersen van wervelstromen binnen de cilinder [35](#page=35) [36](#page=36).
#### 3.1.1 Wervelstromen in de inlaat
Wervelstromen zijn essentieel voor een optimale verbranding. Er worden twee hoofdtypen wervelstromen onderscheiden:
* **Swirl:** Dit is een rotatie van het lucht-brandstofmengsel om de lengteas van de cilinder [36](#page=36) [37](#page=37).
* **Tumble/Squish:** Tumble is een beweging van het mengsel in een verticale richting, terwijl squish de beweging van het mengsel aan het einde van de compressieslag betreft, waarbij het naar het midden van de verbrandingskamer wordt geperst [36](#page=36) [38](#page=38).
Deze wervelstromen bevorderen de menging van lucht en brandstof en verbeteren de warmteoverdracht, wat leidt tot een efficiëntere en completere verbranding [36](#page=36).
#### 3.1.2 Wervelregeling met tuimelplaat
Om de gewenste wervelstromen te creëren en te beheersen, worden soms speciale mechanismen, zoals een tuimelplaat in het inlaatspruitstuk, toegepast. Deze tuimelplaten kunnen de luchtstroom naar de cilinders moduleren om de wervelintensiteit te optimaliseren onder verschillende motoromstandigheden [39](#page=39) [40](#page=40) [41](#page=41) [42](#page=42).
#### 3.1.3 Variabele inlaatlengte
Een ander geavanceerd inlaatsysteem dat wordt toegepast, is de variabele inlaatlengte, ook wel bekend als variabele resonantie-inductiesystemen. Dit systeem past de lengte van het inlaatkanaal aan om het "Helmholtz-resonantie-effect" te benutten, wat de cilindervulling verbetert bij verschillende toerentallen [43](#page=43) [44](#page=44).
Een voorbeeld van een dergelijk systeem is te vinden in de Mercedes-Benz M113 V8 motor, toegepast in het W220 model. Dit systeem werkt in verschillende regimes [43](#page=43):
* **Stationair en tot 3250 tpm:** Kleppen 1 en 2 zijn gesloten. De Helmholtz resonantiekamer zorgt voor extra vulling [44](#page=44).
* **Tussen 3250 en 4250 tpm:** Afsluitklep 2 is gesloten. Het inlaatspruitstuk werkt met een kortere lengte per 3 cilinders, wat resulteert in de beste vullingsgraad in dit toerentalbereik [44](#page=44).
* **Tussen 4250 en 6250 tpm:** Alle afsluitkleppen zijn open. Het inlaatspruitstuk heeft een korte lengte voor alle 6 cilinders, wat de optimale vulling over een breed toerentalbereik garandeert [45](#page=45).
Het aanpassen van het luchtfilterhuis op motoren met een variabel resonantie-inductiesysteem kan negatieve gevolgen hebben voor het koppel, met name bij lagere toerentallen [45](#page=45).
> **Tip:** Het begrijpen van de resonantie-effecten in inlaatsystemen is cruciaal voor het verklaren van koppelcurves en vermogenskarakteristieken bij motoren met variabele inlaatlengte [46](#page=46).
### 3.2 Cilinderuitschakeling
Cilinderuitschakeling is een technologie die wordt toegepast in moderne benzinemotoren, zoals bij Ford in 2018, om de brandstofefficiëntie te verbeteren, vooral onder deellastcondities. Dit systeem kan worden toegepast op motoren met een verschillend aantal cilinders, waaronder 3-cilindermotoren [64](#page=64) [65](#page=65).
#### 3.2.1 Werkingsmechanisme van cilinderuitschakeling (Ford 1.5 EcoBoost)
Bij cilinderuitschakeling, specifiek in de Ford 1.5 EcoBoost motor, blijven de in- en uitlaatkleppen van een specifieke cilinder (bijvoorbeeld cilinder 1) gesloten. Dit creëert een stilstaande luchtkolom in de verbrandingskamer [66](#page=66).
Het doel van het sluiten van de kleppen en het vasthouden van lucht is tweeledig:
* **Voorkomen van tegendruk:** Het "veereffect" van de gecomprimeerde lucht in de uitgeschakelde cilinder helpt de op de krukas werkende krachten in evenwicht te houden, waardoor de motor soepeler kan draaien [66](#page=66).
* **Temperatuurbehoud:** De temperatuur binnen de uitgeschakelde verbrandingskamer wordt gehandhaafd. Dit is essentieel om bij de heractivering van de cilinder snel weer te kunnen overgaan tot een efficiënte verbranding [66](#page=66).
#### 3.2.2 Kenmerken en prestaties van cilinderuitschakeling
* **Schakeltijd:** De in- en uitschakeling van een cilinder verloopt extreem snel, met tijden van slechts 14 milliseconden. Bij een toerental van 4.500 omwentelingen per minuut (tpm) komt dit overeen met slechts één krukasomwenteling [66](#page=66).
* **Werkingsgebied:** Het systeem werkt bij toerentallen tot 4.500 tpm [66](#page=66).
#### 3.2.3 Voordelen en voorbeelden
Het belangrijkste voordeel van cilinderuitschakeling is de verbeterde brandstofefficiëntie. Door tijdelijk een cilinder uit te schakelen, wordt het brandstofverbruik onder deellastcondities verminderd.
Een hypothetisch voorbeeld illustreert dit:
* **Situatie:** Constante snelheid van 70 km/u, bij 2000 tpm [67](#page=67).
* **Met 3 cilinders (1500 cc):**
* Gemiddelde effectieve druk ($p_{me}$) = 3 bar [67](#page=67).
* Specifieke brandstofverbruik ($b_e$) = 360 gram per kilowattuur (g/kWh) [67](#page=67).
* **Met 2 cilinders (1000 cc):**
* Gemiddelde effectieve druk ($p_{me}$) = 4,5 bar [67](#page=67).
* Specifieke brandstofverbruik ($b_e$) = 265 g/kWh [67](#page=67).
Dit fictieve voorbeeld toont aan dat door het uitschakelen van een cilinder, de resterende cilinders zwaarder belast worden, wat resulteert in een hogere gemiddelde effectieve druk en een lager specifiek brandstofverbruik [67](#page=67).
> **Tip:** Cilinderuitschakeling is een vorm van downsizen van motoren, waarbij de motor tijdelijk een kleinere effectieve cilinderinhoud heeft om brandstof te besparen [64](#page=64) [65](#page=65) [66](#page=66) [67](#page=67).
>
> **Tip:** De technologie van cilinderuitschakeling vereist een nauwkeurige aansturing van kleppen en ontsteking om een soepele overgang tussen werkende en niet-werkende cilinders te garanderen [66](#page=66).
---
# Uitlaatgasnabehandeling bij directe benzine-injectie
Dit onderwerp behandelt de specifieke uitlaatgasnabehandelingssystemen voor benzinemotoren met directe injectie (DI), met een focus op de NOx-opslagkatalysator, regeneratieprocessen, verzwaveling en het Gasoline Particulate Filter (GPF).
### 4.1 Werking van de NOx-opslagkatalysator
Voor benzinemotoren met directe injectie die met een arm mengsel opereren, wordt de uitlaatgasnabehandeling verzorgd door een NOx-opslagkatalysator, die werkt op basis van barium. Dit systeem is niet gebaseerd op AdBlue, zoals bij dieselmotoren met SCR (Selective Catalytic Reduction) [76](#page=76).
#### 4.1.1 Chemische omzettingen in de NOx-opslagkatalysator
De omzetting in de NOx-opslagkatalysator vindt plaats bij temperaturen tussen 220°C en 450°C voor de opslag en verwerking van NOx, en tussen 650°C en 720°C voor de ontzwaveling. De belangrijkste chemische reacties omvatten [80](#page=80):
* De vorming van stikstoofdioxide: $2\text{NO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{NO}_2$ [80](#page=80).
* De oxidatie van koolmonoxide: $2\text{CO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2$ [80](#page=80).
* De volledige verbranding van koolwaterstoffen: $\text{C}_x\text{H}_y + (x + y/4)\text{O}_2 \rightarrow x\text{CO}_2 + y/2\text{H}_2\text{O}$ [80](#page=80).
* De oxidatie van zwaveldioxide tot zwaveltrioxide, afhankelijk van het zwavelgehalte in de brandstof: $(2\text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{SO}_3)$ [80](#page=80).
### 4.2 Regeneratie van de opslagkatalysator
Wanneer de opslagcapaciteit van de katalysator verzadigd raakt, wordt een regeneratieproces gestart. De lambdasonde achter de katalysator meet het punt van verzadiging om de regeneratie te initiëren. Gedurende de regeneratie wordt de motor ingesteld op een rijker mengsel met een $\lambda$-waarde van ongeveer 0,93. Deze cyclus vindt om de 60 tot 90 seconden plaats en duurt ongeveer 3 seconden [81](#page=81).
> **Tip:** De termen "Nox opslag", "Verzadiging", en "Regeneratie" worden visueel weergegeven op pagina's 82, 83 en 84 van het document, wat kan helpen bij het begrijpen van het proces [82](#page=82) [83](#page=83) [84](#page=84).
### 4.3 Verzwaveling van de opslagkatalysator
Verzwaveling is een essentieel proces voor het reinigen van de NOx-opslagkatalysator en vindt elke ongeveer 1000 kilometer plaats. Tijdens dit proces wordt het uitlaatgas verrijkt, waardoor de temperatuur stijgt tot circa 650°C tot 720°C. De ontzwaveling wordt altijd geïntegreerd met de regeneratie van het roetfilter. De chemische reactie hierbij is: $\text{BaSO}_4 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{SO}_3 + \text{BaCO}_3$. De gevormde $\text{SO}_4$ voorkomt dat $\text{NO}_2$ gebonden kan worden met barium [86](#page=86).
> **Tip:** De pagina "Verzamel je gegevens" (pagina 85) bevat informatie over het onderwerp "Verzwaveling" [85](#page=85).
### 4.4 NOx-sensor
Na de NOx-opslagkatalysator wordt een NOx-sensor (met 6 draden) toegepast voor monitoring. Deze sensor isoleert eerst de NOx uit het uitlaatgas. Vervolgens wordt het zuurstofgehalte dat uit de NOx is gehaald, gebruikt als maat voor het NOx-gehalte in het uitlaatgas [87](#page=87) [88](#page=88).
### 4.5 Gasoline Particulate Filter (GPF)
Recentere DI-motoren, zoals de Ford 1,0 en 1,5l EcoBoost van 2018, passen geen gelaagde verbranding meer toe en hebben minder NOx-uitstoot door verbeterde turbo- en injectietechnieken. Echter, deze motoren kampen met roetvormingsproblemen. Om te voldoen aan emissienormen zoals EU 6.2, worden motoren zoals de 1.0L en 1.5L EcoBoost uitgerust met een Gasoline Particulate Filter (GPF) [89](#page=89) [90](#page=90).
#### 4.5.1 Functie en werking van de GPF
De GPF vangt fijnstofdeeltjes uit het uitlaatgas op. Het is een passief uitlaatgasnabehandelingssysteem dat zichzelf continu regenereert. De temperatuur van het benzine-uitlaatgas is vaak hoog genoeg (> 600°C) om koolstofoxidatie mogelijk te maken. De bedrijfsomstandigheden en regelstrategieën van een GPF zijn vergelijkbaar met die van een Diesel Particulate Filter (DPF) [91](#page=91).
Om de temperatuur van het uitlaatgas te verhogen, kan de ontsteking later worden afgesteld. Handmatige regeneratie van het GPF is mogelijk met behulp van een diagnosetoestel. In tegenstelling tot dieselpartikelfilters is de GPF een open filter zonder een labyrintstructuur, omdat roetdeeltjes te fijn zijn voor een labyrint. Het roet hecht zich via Van der Waals-kracht aan de wand van het filter. De omzettingsgraad van de GPF is lager dan die van een DPF, met een filtratie van 60-80% van de fijnstof (PM) [91](#page=91) [92](#page=92).
#### 4.5.2 Bijzonderheden van het benzine-deeltjesfilter
Bij een GPF worden specifieke maatregelen genomen, zoals het verhogen van de brandstofdruk tot 250 bar om de vorming van fijne deeltjes te verminderen. De filteringsefficiëntie is lager (60-80%) vergeleken met een DPF bij dieselmotoren. Er is minder roetvorming en hogere temperaturen in vergelijking met diesel. Door de hogere temperaturen kan het filter passief regenereren. Het uitlaatgas bevat minder restzuurstof vergeleken met diesel. De korte cycli vereisen actieve controle en regeneratie. De structuur van een GPF heeft, vergeleken met een DPF, een groter wandoppervlak en is daardoor gevoeliger voor asvervuiling [93](#page=93).
Het document beschrijft de uitlaatsystemen met een driewegkatalysator, GPF, lambdasondes, druksensoren en temperatuursensoren voor recente DI-motoren [90](#page=90) [93](#page=93).
* **PCM:** Powertrain Control Module [93](#page=93).
* **Turbo turbinewiel:** [93](#page=93).
* **Driewegkatalysator:** [93](#page=93).
* **Benzine-deeltjesfilter (GPF):** [93](#page=93).
* **Voorste HO2S:** Zuurstofsensor [93](#page=93).
* **Achterste HO2S:** Zuurstofsensor [93](#page=93).
* **Druksensor:** [93](#page=93).
* **Temperatuursensor:** [93](#page=93).
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Directe benzine-inspuiting (DI) | Een motortechnologie waarbij brandstof rechtstreeks in de verbrandingskamer wordt geïnjecteerd, in plaats van in het inlaatspruitstuk zoals bij indirecte inspuiting. Dit zorgt voor een nauwkeurigere regeling van de brandstof-luchtverhouding en kan leiden tot een lager brandstofverbruik en hogere prestaties. |
| Mengselvorming | Het proces waarbij brandstof en lucht worden vermengd tot een brandbaar mengsel dat vervolgens wordt ontstoken. Bij directe injectie kan dit op verschillende manieren gebeuren, zoals wandgeleid, luchtgeleid of straalgeleid, afhankelijk van de ontwerpdoeleinden van de motor. |
| Gelaagde verbranding | Een verbrandingsstrategie waarbij de brandstof slechts in een klein deel van de cilinder wordt geïnjecteerd, waardoor een rijk mengsel ontstaat nabij de bougie en een arm mengsel in de rest van de cilinder. Dit is vooral efficiënt bij lage belasting en kan het brandstofverbruik significant verminderen. |
| Homogene verbranding | Een verbrandingsstrategie waarbij het brandstof-luchtmengsel uniform (homogeen) door de gehele cilinder wordt verdeeld, resulterend in een meer stabiele en volledige verbranding. Dit wordt doorgaans toegepast bij hogere belasting en prestatievereisten. |
| EGR (Exhaust Gas Recirculation) | Uitlaatgasrecirculatie is een techniek waarbij een deel van de uitlaatgassen wordt teruggeleid naar de inlaat om de verbrandingstemperatuur te verlagen en de vorming van stikstofoxiden (NOx) te verminderen. |
| NOx-opslagkatalysator | Een type katalysator dat stikstofoxiden (NOx) uit de uitlaatgassen kan opslaan, met name bij arme mengsels. Wanneer de opslagcapaciteit bereikt is, wordt de katalysator geregenereerd door de opgeslagen NOx om te zetten in stikstof. |
| Regeneratie | Het proces waarbij een uitlaatgasnabehandelingssysteem, zoals een katalysator of partikelfilter, wordt schoongemaakt of geactiveerd. Bij een NOx-opslagkatalysator verwijst regeneratie naar het omzetten van opgeslagen NOx. |
| Verzwaveling | Het proces van het verwijderen van zwavelverbindingen uit de uitlaatgassen, met name uit de NOx-opslagkatalysator. Zwavel kan de werking van de katalysator belemmeren, dus periodieke ontzwaveling is noodzakelijk. |
| GPF (Gasoline Particulate Filter) | Een benzine-deeltjesfilter, vergelijkbaar met een dieselpartikelfilter (DPF), dat fijnstofdeeltjes uit de uitlaatgassen van benzinemotoren opvangt. Dit is steeds vaker aanwezig in moderne benzinemotoren om aan emissienormen te voldoen. |
| Cilinderuitschakeling | Een technologie waarbij een of meer cilinders van een motor tijdelijk worden uitgeschakeld, meestal bij lage belasting of constante snelheid. Dit verbetert het brandstofverbruik door de motor efficiënter te laten werken met minder cilinders. |
| Variabele kleptiming | Een systeem dat de timing van de inlaat- en/of uitlaatkleppen aanpast tijdens het bedrijf van de motor. Dit optimaliseert de prestaties, het brandstofverbruik en de emissies over een breed toerenbereik. |
| Wervelstromen (Swirl & Tumble/Squish) | Luchtbewegingen in de cilinder tijdens de inlaatslag. Swirl is een rotatiebeweging rond de as van de cilinder, terwijl tumble een beweging is die lijkt op een kantelende beweging van de lucht. Deze bewegingen verbeteren de menging en verbranding. |
| Straalgeleide inspuiting | Een mengselvormingsmethode waarbij de brandstofstraal zodanig wordt gevormd dat deze de luchtstroom in de verbrandingskamer stuurt, vergelijkbaar met de werking van dieselmotoren. |
| Inspuitdruk | De druk waaronder de brandstof door de injector wordt geperst. Bij directe benzine-inspuiting zijn deze drukken aanzienlijk hoger dan bij indirecte inspuiting. |
| Lambda-waarde ($\lambda$) | De verhouding tussen de werkelijke hoeveelheid lucht en de theoretisch benodigde hoeveelheid lucht voor een volledige verbranding van de brandstof. $\lambda$=1 staat voor een stoichiometrisch mengsel, $\lambda$>1 voor een arm mengsel, en $\lambda$<1 voor een rijk mengsel. |
Cover
kwartaal 2 les 1.pdf
Summary
# Het broeikaseffect en klimaatverandering
Dit onderwerp verklaart hoe het broeikaseffect ontstaat, welke gassen hierbij een rol spelen en wat de gevolgen zijn van een verstoord evenwicht, zoals klimaatverandering en zeespiegelstijging.
### 1.1 Het broeikaseffect: oorzaak en mechanisme
Het broeikaseffect wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van broeikasgassen in de atmosfeer, de laag om de aarde. De zon verwarmt de aarde, waarna een deel van de aardwarmte door deze broeikasgassen wordt teruggekaatst naar de aarde. Dit proces zorgt ervoor dat de aarde opwarmt, vergelijkbaar met een broeikas, wat essentieel is om de planeet leefbaar te houden [4](#page=4).
#### 1.1.1 De rol van een verdikte broeikaslaag
Wanneer er te veel broeikasgassen in de atmosfeer aanwezig zijn, wordt de laag om de aarde dikker. Dit resulteert in meer terugkaatsing van warmte naar de aarde, wat leidt tot een stijging van de gemiddelde temperatuur [6](#page=6).
> **Tip:** Het broeikaseffect zelf is een natuurlijk en noodzakelijk fenomeen voor leven op aarde. Problematisch wordt het wanneer het door menselijke activiteiten wordt versterkt.
#### 1.1.2 Gevolgen van een versterkt broeikaseffect
Een versterkt broeikaseffect leidt tot diverse ingrijpende veranderingen, waaronder:
* Klimaatverandering [6](#page=6).
* Stijgende zeespiegel [6](#page=6) [7](#page=7).
* Terugtrekkende sneeuwgrenzen [6](#page=6).
* Smeltende ijskappen [6](#page=6).
### 1.2 Broeikasgassen
Verschillende gassen dragen bij aan het broeikaseffect. De belangrijkste zijn [8](#page=8):
* Zuurstof ($O\_2$) [8](#page=8).
* Koolstofdioxide ($CO\_2$) [8](#page=8).
* Stikstof ($N\_2$) [8](#page=8).
* Methaan ($CH\_4$) [8](#page=8).
* Waterdamp ($H\_2O$)
* Koolstofmonoxide (*CO)*[8](#page=8).
* Ozon ($O\_3$) [8](#page=8).
#### 1.2.1 Ozon ($O\_3$) in de atmosfeer
Ozon komt voor in verschillende lagen van de atmosfeer met uiteenlopende functies:
* **Troposfeer:** Dit is de onderste laag van de atmosfeer. Ozon in de troposfeer is een broeikasgas en kan schadelijk zijn voor mens en natuur, wat kan leiden tot smogalarm [10](#page=10) [9](#page=9).
* **Stratosfeer:** Dit is de laag van de atmosfeer boven de troposfeer. Ozon in de stratosfeer heeft een beschermende functie door het tegenhouden van schadelijke UV-straling. Er is sprake van een "gat in de ozonlaag", wat duidt op een vermindering van deze beschermende laag [10](#page=10) [9](#page=9).
### 1.3 De verstoorde koolstofkringloop
De koolstofkringloop, die de uitwisseling van koolstof tussen de atmosfeer en de biosfeer regelt, is momenteel verstoord [13](#page=13).
#### 1.3.1 Verbranding van fossiele brandstoffen
Een belangrijke oorzaak van deze verstoring is de verbranding van fossiele brandstoffen, wat leidt tot een aanzienlijke toename van $CO\_2$ in de atmosfeer. De huidige $CO\_2$\-concentratie in de atmosfeer is significant hoger dan historisch gezien [13](#page=13) [14](#page=14).
> **Tip:** Fossiele brandstoffen (zoals kolen, olie en aardgas) zijn ontstaan uit overblijfselen van organismen die miljoenen jaren geleden leefden. Hun verbranding brengt de koolstof die daarin is opgeslagen, versneld terug in de atmosfeer.
#### 1.3.2 Bijdrage van veeteelt en transport
* **Veeteelt:** Ongeveer 18% van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen is toe te schrijven aan veeteelt. Dit gebeurt direct door de uitstoot van methaan (door de spijsvertering van herkauwers en mest) en lachgas (uit mest), en indirect doordat regenwoud plaatsmaakt voor graaslanden en akkerlanden voor veevoeder [15](#page=15).
* **Transport:** Transport, met name auto's, vliegtuigen en boten, draagt ook bij aan de uitstoot van broeikasgassen. In Europa is dit aandeel ongeveer 14%, maar voor Europa specifiek zelfs 27% [15](#page=15).
#### 1.3.3 Historische en huidige uitstoot
Historisch gezien waren landen als de Verenigde Staten, China, Europa en Rusland verantwoordelijk voor de grootste uitstoot van broeikasgassen. Sinds 2009 heeft China de Verenigde Staten ingehaald wat betreft uitstoot [16](#page=16).
> **Tip:** Het begrijpen van de koolstofkringloop helpt bij het realiseren van de impact van menselijke activiteiten op de natuurlijke balans van koolstof op aarde.
### 1.4 Gevolgen voor de temperatuur en de planeet
#### 1.4.1 Kritische temperatuurgrens
Om de klimaatverandering binnen de perken te houden, wordt een kritische grens gesteld aan de wereldwijde temperatuurstijging: deze moet onder de 2 graden Celsius blijven [17](#page=17).
#### 1.4.2 Huidige temperatuurstijging
De huidige opwarming van de aarde bedraagt al meer dan 1 graad Celsius sinds het begin van de industriële revolutie [18](#page=18).
#### 1.4.3 Nadelen van fossiele brandstoffen
Het gebruik van fossiele brandstoffen kent diverse nadelen:
* Ze zorgen voor een aanzienlijke $CO\_2$\-uitstoot bij verbranding [19](#page=19).
* Ze verstoren de koolstofkringloop en raken uit evenwicht [19](#page=19).
* De voorraden fossiele brandstoffen zijn eindig en raken op [19](#page=19).
> **Example:** De stijgende temperatuur van de aarde leidt tot het smelten van gletsjers en poolijs. Dit smeltwater draagt direct bij aan de stijging van de zeespiegel, waardoor kustgebieden overstromingsgevaar lopen.
* * *
# De koolstofkringloop
Dit deel van het document beschrijft de koolstofkringloop, beginnend met de toestand van evenwicht in het verleden en de verstoring ervan door menselijke activiteiten, met name de verbranding van fossiele brandstoffen.
### 2.1 De koolstofkringloop in evenwicht
Vroeger functioneerde de koolstofkringloop in een natuurlijk evenwicht. Mensen en dieren gebruiken koolwaterstoffen (HC) als voedsel, afkomstig van planten, en hout voor verwarming. Hierbij wordt zuurstof (O2) uit de lucht verbruikt. Verbranding van deze koolwaterstoffen produceert water (H2O) en koolstofdioxide (CO2). Planten en bomen nemen vervolgens H2O en CO2 op uit de omgeving en zetten deze om in nieuwe koolwaterstoffen en zuurstof, waardoor de kringloop gesloten wordt [12](#page=12).
### 2.2 De verstoorde koolstofkringloop
De koolstofkringloop is momenteel ernstig verstoord door menselijke activiteiten [13](#page=13).
#### 2.2.1 Verbranding van fossiele brandstoffen
Een belangrijke oorzaak van deze verstoring is de verbranding van fossiele brandstoffen, wat leidt tot een aanzienlijke toename van CO2 in de atmosfeer. Dit heeft geleid tot een hogere CO2-concentratie dan in voorgaande perioden [13](#page=13) [14](#page=14).
#### 2.2.2 Bijdrage van veeteelt en transport
Veeteelt is verantwoordelijk voor ongeveer achttien procent van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen. Deze uitstoot is zowel direct, via methaanproductie door herkauwers (boeren en winden) en lachgas uit mest, als indirect. De indirecte uitstoot ontstaat wanneer regenwouden plaatsmaken voor weilanden en akkers die nodig zijn voor de teelt van veevoeder. Transport, waaronder auto's, vliegtuigen en boten, draagt eveneens significant bij aan de CO2-uitstoot; in Europa is dit zelfs rond de zevenentwintig procent van de transportgerelateerde uitstoot [15](#page=15).
#### 2.2.3 Historische en actuele uitstootgegevens
Historisch gezien hebben landen zoals de Verenigde Staten, China, Europa en Rusland de grootste uitstoot van broeikasgassen veroorzaakt. Sinds 2009 heeft China echter een hogere uitstoot dan de Verenigde Staten [16](#page=16).
> **Tip:** Houd de verschillende bronnen van broeikasgasuitstoot goed uit elkaar: directe emissies (zoals methaan uit vee) en indirecte emissies (zoals landgebruiksveranderingen).
> **Tip:** Vergelijk de uitstoot van verschillende sectoren (veeteelt, transport) en landen om een volledig beeld te krijgen van de oorzaken van de verstoring van de koolstofkringloop.
* * *
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Broeikasgassen | Gassen in de atmosfeer die een deel van de aardwarmte terugkaatsen, vergelijkbaar met hoe een broeikas werkt, wat essentieel is voor het leefbaar houden van de aarde maar bij overmaat leidt tot opwarming. |
| Broeikaseffect | Het proces waarbij broeikasgassen de warmte van de zon vasthouden in de atmosfeer van de aarde, waardoor de temperatuur stijgt en het klimaat verandert. |
| Atmosfeer | De laag van gassen die de aarde omringt, ook wel dampkring genoemd, waarin het broeikaseffect plaatsvindt en die verschillende lagen bevat zoals de troposfeer en stratosfeer. |
| Troposfeer | De onderste laag van de atmosfeer, waar het meeste weer plaatsvindt en waar ozon fungeert als broeikasgas en schadelijk is voor mens en natuur. |
| Stratosfeer | De laag van de atmosfeer boven de troposfeer, die de beschermende ozonlaag bevat die schadelijke UV-straling van de zon tegenhoudt. |
| Koolstofkringloop | Het natuurlijke proces waarbij koolstof wordt uitgewisseld tussen de atmosfeer, oceanen, bodem en levende organismen, essentieel voor het leven maar verstoord door menselijke activiteiten. |
| Fossiele brandstoffen | Energiebronnen zoals steenkool, aardolie en aardgas, die ontstaan zijn uit resten van organismen die miljoenen jaren geleden leefden en bij verbranding grote hoeveelheden CO2 uitstoten. |
| Klimaatverandering | Langetermijnveranderingen in temperatuur en weerpatronen, grotendeels veroorzaakt door de toename van broeikasgassen in de atmosfeer door menselijke activiteiten. |
| Stijgende zeespiegel | Het wereldwijde fenomeen waarbij het gemiddelde zeeniveau toeneemt, voornamelijk als gevolg van de opwarming van de aarde door het smeltende ijs en de thermische uitzetting van zeewater. |
| Uitlaatgassen | De gassen die vrijkomen bij de verbranding van brandstof in motoren van voertuigen, die bijdragen aan luchtvervuiling en het broeikaseffect. |
Cover
kwartaal 2 les 1.pdf
Summary
# Veiligheid en milieu in het onderwijs
Dit onderdeel van het reglement omvat de algemene regels en gedragsnormen voor studenten tijdens theorielessen en practica, met specifieke aandacht voor punctualiteit en het gebruik van elektronische apparaten [3](#page=3).
### 1.1 Gedragsnormen en regels
#### 1.1.1 Gebruik van elektronische apparaten
Het gebruik van mobiele telefoons (GSM) en laptops is **niet toegestaan** tijdens theorielessen [3](#page=3).
#### 1.1.2 Eten en drinken
* **Laboven:** Het nuttigen van drank of eten is in de labo's **niet toegestaan** [3](#page=3).
* **Theorielokalen:** Enkel water in hersluitbare flessen is toegelaten in theorielokalen [3](#page=3).
#### 1.1.3 Punctualiteit en te laat komen
* **Theorielessen:** Bij te laat komen door bijvoorbeeld overslapen of druk verkeer, dient men de les **niet te verstoren**. Het is de bedoeling om te wachten tot het volgende lesuur om binnen te komen [3](#page=3).
* **Overmacht (ongeval, brandalarm,...):** In geval van overmacht dient er een e-mail gestuurd te worden naar de docent, die vervolgens beslist of de student nog mag binnenkomen [3](#page=3).
* **Practica (labo):** Bij te laat komen voor practica hoeft men **geen uur te wachten**. Echter, men dient wel voor de start van de les een e-mail naar de docent te sturen met de reden van het te laat komen. De analogie met stage wordt gemaakt: op stage moet men ook op tijd komen, dus hier ook niet [3](#page=3).
#### 1.1.4 Milieu en afvalbeheer
Afval dient correct te worden gescheiden en in de daarvoor bestemde vuilbakken te worden gedeponeerd [3](#page=3).
#### 1.1.5 Gebruik van lokalen
* **Toiletten:** De toiletten bevinden zich op het gelijkvloers en niet op de verdiepen [3](#page=3).
* **Verboden toegang:** Lokaal mogen niet betreden worden waarvoor men geen les heeft [3](#page=3).
> **Tip:** Het naleven van deze regels draagt bij aan een veilige, georganiseerde en propere leeromgeving voor iedereen. Denk eraan dat punctualiteit en respect voor de ruimtes en de medestudenten essentiële onderdelen zijn van academisch gedrag.
---
# Het broeikaseffect en klimaatverandering
Het broeikaseffect is een natuurlijk proces waarbij bepaalde gassen in de atmosfeer de warmte van de zon vasthouden, wat essentieel is voor een leefbare temperatuur op aarde, maar een versterking ervan leidt tot klimaatverandering [4](#page=4) [6](#page=6).
### 2.1 Het broeikaseffect: definitie en werking
Het broeikaseffect wordt veroorzaakt door broeikasgassen die zich in de atmosfeer, ook wel de dampkring genoemd, bevinden. Deze gassen creëren een laag rond de aarde die een deel van de aardwarmte terugkaatst naar het aardoppervlak, vergelijkbaar met hoe een broeikas functioneert. Dit proces is cruciaal om de aarde leefbaar te houden [4](#page=4).
### 2.2 Broeikasgassen
De belangrijkste broeikasgassen die bijdragen aan dit effect zijn:
* Zuurstof ($O_2$) [8](#page=8).
* Koolstofdioxide ($CO_2$) [8](#page=8).
* Stikstof ($N_2$) [8](#page=8).
* Methaan ($CH_4$) [8](#page=8).
* Waterdamp ($H_2O$) [8](#page=8).
* Ozon ($O_3$) [8](#page=8).
#### 2.2.1 Ozon ($O_3$) in de atmosfeer
Ozon kent twee belangrijke locaties en functies in de atmosfeer [10](#page=10) [9](#page=9):
* **Troposfeer:** Dit is de onderste laag van de atmosfeer. Ozon in de troposfeer fungeert als een broeikasgas en is schadelijk voor mens en natuur, wat kan leiden tot ozonalarm of smogalarm [10](#page=10) [9](#page=9).
* **Stratosfeer:** Dit is de laag boven de troposfeer. Hier heeft ozon een beschermende functie door UV-straling tegen te houden. Een "gat" in de ozonlaag in de stratosfeer is een bekend fenomeen [10](#page=10) [9](#page=9).
### 2.3 De koolstofkringloop
#### 2.3.1 De koolstofkringloop in het verleden: evenwicht
Vroeger kende de koolstofkringloop een natuurlijk evenwicht. Mensen en dieren gebruiken koolwaterstoffen (HC) afkomstig van planten en bomen, en zuurstof ($O_2$) uit de lucht om te leven. Verbranding van deze koolwaterstoffen produceert water ($H_2O$) en koolstofdioxide ($CO_2$). Planten en bomen nemen vervolgens water en koolstofdioxide op en zetten deze weer om in koolwaterstoffen en zuurstof, waarmee de kringloop gesloten werd [11](#page=11) [12](#page=12).
#### 2.3.2 De koolstofkringloop in het heden: verstoord evenwicht
Het evenwicht van de koolstofkringloop is momenteel verstoord. De belangrijkste oorzaak hiervan is de verbranding van fossiele brandstoffen, wat resulteert in een aanzienlijke toename van koolstofdioxide ($CO_2$) in de atmosfeer. De huidige $CO_2$-concentratie is aanzienlijk hoger dan in voorgaande perioden [11](#page=11) [13](#page=13) [14](#page=14).
> **Tip:** De verbranding van fossiele brandstoffen is een grote boosdoener voor het verstoren van de koolstofkringloop, omdat het grote hoeveelheden extra $CO_2$ in de atmosfeer brengt [13](#page=13) [19](#page=19).
De uitstoot van broeikasgassen wordt mede veroorzaakt door:
* **Veeteelt:** Deze sector is verantwoordelijk voor ongeveer 18% van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen. Dit gebeurt direct door de uitstoot van methaan (uit boeren en winden van herkauwers) en lachgas (uit mest). Indirect draagt veeteelt bij doordat regenwoud plaatsmaakt voor graaslanden en akkerlanden voor de teelt van veevoer [15](#page=15).
* **Transport:** Ongeveer 14% van de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen komt van transport, zoals auto's, vliegtuigen en boten. In Europa is dit aandeel met 27% aanzienlijk hoger [15](#page=15).
Historisch gezien waren de Verenigde Staten, China, Europa en Rusland de landen met de grootste uitstoot van broeikasgassen. Sinds 2009 stoot China meer broeikasgassen uit dan de Verenigde Staten [16](#page=16).
> **Voorbeeld:** De veeteelt draagt bij aan de uitstoot van methaan, een krachtig broeikasgas. Dit gas ontstaat tijdens de spijsvertering van herkauwers en bij het bewerken van mest [15](#page=15).
### 2.4 Gevolgen van een versterkt broeikaseffect
Een toename van broeikasgassen leidt tot een dikkere laag rond de aarde, waardoor meer warmte wordt teruggekaatst en de temperatuur stijgt. Dit resulteert in klimaatverandering met diverse nadelige gevolgen [6](#page=6):
* **Stijgende zeespiegel:** Door het smelten van ijskappen en thermische expansie van zeewater [6](#page=6).
* **Terugtrekken van de sneeuwgrens:** Hogere temperaturen zorgen ervoor dat sneeuw minder lang blijft liggen op bergtoppen [6](#page=6).
* **Smelten van ijskappen:** Dit draagt direct bij aan de stijgende zeespiegel [6](#page=6).
De wereldwijde temperatuurstijging is een kritieke zorg. Om klimaatverandering binnen de perken te houden, wordt een stijging van minder dan 2 graden Celsius als een kritieke grens beschouwd. Momenteel is de temperatuur al meer dan 1 graad Celsius gestegen sinds het begin van de industriële revolutie [17](#page=17) [18](#page=18).
Een ander nadeel van fossiele brandstoffen is dat ze uiteindelijk opraken [19](#page=19).
---
# Uitlaatgassen en voertuigtechnieken
This section delves into the treatment of exhaust gases from gasoline and diesel vehicles, with a focus on the role of catalytic converters within vehicle technology [20](#page=20).
### 3.1 Uitlaatgasbehandeling
#### 3.1.1 Benzine- en dieseluitlaatgassen
The treatment of exhaust gases from both gasoline and diesel engines is a crucial aspect of vehicle technology [20](#page=20).
#### 3.1.2 Katalysatoren
Katalysatoren spelen een sleutelrol in de behandeling van uitlaatgassen [20](#page=20).
### 3.2 Taken en demonstraties in voertuigtechniek
#### 3.2.1 Electude-taken
Various tasks are assigned within the Electude learning platform related to exhaust gases and catalytic converters. Additionally, tasks concerning the greenhouse effect are mentioned [20](#page=20) [21](#page=21).
> **Tip:** Note the deadlines for these Electude tasks; the "uitlaatgassen en katalysatoren" task has a deadline of December 3, 2025 [21](#page=21).
#### 3.2.2 VAB Demonstratie
A practical demonstration task related to vehicle technology, specifically involving a garage jack and support bridges, is scheduled for December 10, 2025 [23](#page=23).
---
# Praktische lesactiviteiten en demonstraties
Dit gedeelte behandelt de verplichte demonstraties, met een specifieke focus op de demonstratie van VAB, inclusief de planning, groepsindeling en bijbehorende opdrachten.
### 4.1 Planning en demonstratie VAB
De demonstratie van VAB is een verplichte activiteit voor studenten. De demonstratie vindt plaats op 4 december [22](#page=22).
#### 4.1.1 Aanwezigheid en tijdschema
Stipte aanwezigheid bij het onthaal van het VAC (Vaktechnisch Centrum) is vereist. De demonstratie is ingedeeld volgens specifieke groepen en tijdsblokken [22](#page=22):
* **Groep 1:** 9 uur [22](#page=22).
* **Groep 2:** 10:40 uur [22](#page=22).
* **Groep 3:** 11:45 uur [22](#page=22).
* **Groep 4:** 13:45 uur [22](#page=22).
* **Groep 5:** 15:00 uur [22](#page=22).
* **Groep 6:** 16:15 uur [22](#page=22).
#### 4.1.2 Groepsindeling
De groepsindeling is gekoppeld aan de verschillende studiejaren en klassen:
* **Groep 1:** 1VTd [22](#page=22).
* **Groep 2:** 1VTb en een deel van 1VTa [22](#page=22).
* **Groep 3:** 1VTc en een deel van 1VTa [22](#page=22).
* **Groep 4:** 1VTe en een deel van 1VTf [22](#page=22).
* **Groep 5:** 1VTf en een deel van 1VTg [22](#page=22).
* **Groep 6:** 1VTh en een deel van 1VTg [22](#page=22).
De labogroep, gemarkeerd in geel, is nader gespecificeerd in een aparte mededeling op Toledo [22](#page=22).
### 4.2 Bijbehorende opdrachten en deadlines
Naast de demonstratie zijn er ook taken verbonden aan praktische lesactiviteiten.
#### 4.2.1 Kwartaal 2 taken
In Kwartaal 2 dienen de volgende taken voltooid te worden:
* **Electude: uitlaatgassen en katalysatoren** [21](#page=21).
* Deadline: 3 december 2025 [21](#page=21).
* **Electude: broeikaseffect** [21](#page=21).
* Deadline: 3 december 2025 [21](#page=21).
#### 4.2.2 Taak demonstratie VAB
Voor de demonstratie van VAB geldt een specifieke opdracht:
* **Electude: garagekrik, assteun, hefbruggen** [23](#page=23).
* Deadline: 10 december 2025 [23](#page=23).
---
## Veelgemaakte fouten om te vermijden
- Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens
- Let op formules en belangrijke definities
- Oefen met de voorbeelden in elke sectie
- Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Broeikasgassen | Gassen in de atmosfeer die een deel van de aardwarmte terugkaatsen naar de aarde, vergelijkbaar met het effect in een broeikas, wat essentieel is voor het leefbaar houden van de planeet. |
| Broeikaseffect | Het natuurlijke proces waarbij bepaalde gassen in de atmosfeer (broeikasgassen) warmte vasthouden, wat leidt tot een temperatuurstijging op aarde en het mogelijk maken van leven. |
| Atmosfeer | De gaslaag die de aarde omringt, opgebouwd uit verschillende lagen zoals de troposfeer en de stratosfeer, die essentiële functies vervult voor het klimaat en het leven. |
| Troposfeer | De onderste laag van de atmosfeer, waar het weer zich afspeelt en waar ozon een schadelijk broeikasgas kan zijn, leidend tot smog. |
| Stratosfeer | De laag van de atmosfeer boven de troposfeer, waarin de ozonlaag zich bevindt en die een beschermende functie heeft tegen schadelijke UV-straling van de zon. |
| Ozon (O₃) | Een gas dat in de troposfeer als broeikasgas en vervuiler werkt, en in de stratosfeer de planeet beschermt tegen UV-straling door de UV-straling te absorberen. |
| Koolstofkringloop | Het biochemische proces waarbij koolstof circuleert tussen de atmosfeer, oceanen, landmassa's en levende organismen, essentieel voor het leven op aarde. |
| Fossiele brandstoffen | Energiebronnen zoals steenkool, aardolie en aardgas, ontstaan uit overblijfselen van organisch materiaal uit het verleden, waarvan de verbranding grote hoeveelheden CO2 uitstoot. |
| Klimaatverandering | Langdurige veranderingen in de gemiddelde weerspatronen over perioden van decennia of langer, vaak veroorzaakt door menselijke activiteiten zoals de uitstoot van broeikasgassen. |
| Stijgende zeespiegel | Het wereldwijde fenomeen waarbij het gemiddelde zeeniveau toeneemt, hoofdzakelijk als gevolg van de opwarming van de aarde door smeltende ijskappen en thermische expansie van zeewater. |
| Katalysator | Een stof die een chemische reactie versnelt zonder zelf verbruikt te worden, vaak gebruikt in voertuigen om schadelijke uitlaatgassen om te zetten in minder schadelijke stoffen. |
| Uitlaatgassen | Gassen die vrijkomen bij de verbranding van brandstof in motoren, die diverse schadelijke stoffen kunnen bevatten. |
Cover
kwartaal 2 les 3(1).pdf
Summary
# Alternatieve brandstoffen
Dit onderdeel verkent diverse alternatieve brandstoffen, hun milieu-impact en gebruiksgemak.
### 1.1 Biobrandstof
Biobrandstof, ook wel agrobrandstof genoemd, wordt geproduceerd uit biomassa.
#### 1.1.1 Voordelen van biobrandstof
* **CO2-neutraliteit**: Biobrandstof wordt beschouwd als CO2-neutraler omdat de CO2 die vrijkomt bij de verbranding, wordt opgenomen door de planten tijdens hun groei, wat bijdraagt aan een evenwichtige koolstofkringloop [4](#page=4).
* **Onuitputtelijk**: Het is een brandstof die theoretisch niet opraakt [4](#page=4).
* **Lokale productie**: Ieder land kan potentieel biobrandstof produceren [4](#page=4).
**Definitie:** CO2-neutraal betekent dat de hoeveelheid CO2 die vrijkomt bij de verbranding, gelijk is aan de hoeveelheid CO2 die wordt opgenomen tijdens de productie [4](#page=4).
#### 1.1.2 Nadelen van biobrandstof
* **Concurrentie met voedsel**: De teelt kan concurreren met de productie van voedsel [5](#page=5).
* **Milieu- en klimaatbelasting**: De teelt kan belastend zijn voor het leefmilieu en het klimaat [5](#page=5).
* **Hoger verbruik**: Het kan leiden tot een hoger brandstofverbruik [5](#page=5).
* **Hogere productiekosten**: De kosten voor de productie zijn hoger dan bij fossiele brandstoffen [5](#page=5).
#### 1.1.3 Voorbeelden van biobrandstof
* Biodiesel: B7, B10, B20, B30, diesel XTL [5](#page=5).
* Ethanol: E5, E10 [5](#page=5).
### 1.2 Elektriciteit
Elektriciteit als brandstof voor voertuigen heeft specifieke voor- en nadelen.
#### 1.2.1 Voordelen van elektriciteit
* **Milieuvriendelijk**: Produceert geen directe uitstoot tijdens gebruik [6](#page=6).
* **Geluidsarm**: Draagt bij aan een stillere omgeving [6](#page=6).
* **Onderhoudsarm**: Elektromotoren vereisen minder onderhoud en hebben een langere levensduur dan verbrandingsmotoren [6](#page=6).
#### 1.2.2 Nadelen van elektriciteit
* **Beperkt bereik**: Elektrische voertuigen hebben vaak een kleiner rijbereik dan voertuigen op fossiele brandstof [6](#page=6).
* **Milieubelastende accu's**: De productie en vervanging van accu's kunnen belastend zijn voor het milieu [6](#page=6).
* **Laadtijd**: Het duurt relatief lang voordat een accu weer volledig is opgeladen [6](#page=6).
* **Afhankelijkheid van groene stroom**: Klimaatvriendelijkheid is alleen gegarandeerd indien de accu's worden geladen met duurzame energie [6](#page=6).
### 1.3 Hybride voertuigen
Hybride voertuigen combineren een verbrandingsmotor met een elektromotor.
#### 1.3.1 Voordelen van hybride voertuigen
* **Minder uitstoot**: Stoten minder schadelijke stoffen uit [7](#page=7).
* **Stil bij stilstand**: Geen geluidsoverlast bij het optrekken vanuit stilstand [7](#page=7).
#### 1.3.2 Nadelen van hybride voertuigen
* **Complex en zwaar**: De combinatie van motoren maakt het voertuig complex en zwaar [7](#page=7).
* **Milieubelastende accu's**: De productie en vervanging van accu's kunnen belastend zijn voor het milieu [7](#page=7).
### 1.4 Waterstof
Waterstof wordt steeds meer gezien als een veelbelovende alternatieve brandstof.
#### 1.4.1 Productie van waterstof
Voor de productie van waterstof is elektriciteit nodig [8](#page=8).
#### 1.4.2 Toepassingen van waterstof
* **Waterstofauto's**: De energie komt vrij uit waterstof. Dit kan op twee manieren gebeuren [8](#page=8):
* De verbrandingsmotor gebruikt waterstof in plaats van fossiele brandstof [9](#page=9).
* In een brandstofcel reageert waterstof met zuurstof, zoals in de Toyota Mirai. De vrijgekomen energie drijft vervolgens een elektromotor aan [9](#page=9).
#### 1.4.3 Voordelen van waterstof
* **Milieuvriendelijk (zero emissie)**: Produceert geen schadelijke uitstoot tijdens gebruik [9](#page=9).
* **Onbeperkt produceerbaar**: De bron is in principe onuitputtelijk [9](#page=9).
* **Stil**: Waterstofvoertuigen zijn stil in gebruik [9](#page=9).
#### 1.4.4 Nadelen van waterstof
* **Grote tank nodig**: Waterstof vereist grote opslagtanks [10](#page=10).
* **Beperkt tankinfrastructuur**: Er zijn nog weinig tankstations die waterstof verkopen [10](#page=10).
* **Minder vermogen**: Waterstofvoertuigen kunnen minder vermogen leveren [10](#page=10).
* **Koeling nodig**: Opslagtanks moeten gekoeld worden om de waterstof vloeibaar te houden [10](#page=10).
* **Moeilijk te transporteren**: Het transport van waterstof is complex [10](#page=10).
**Klimaatvriendelijkheid:** De klimaatvriendelijkheid van waterstof is afhankelijk van de productiemethode; het gebruik van groene stroom voor de productie is essentieel [8](#page=8).
### 1.5 LPG, CNG en LNG
Deze gassen worden ook als alternatieve brandstoffen gebruikt.
#### 1.5.1 LPG (Liquefied Petroleum Gas)
* **Karakteristieken**: Wordt beschouwd als een "schonere brandstof" [11](#page=11).
* **Nadelen**:
* Hoge kosten voor de installatie van het systeem [11](#page=11).
* Hoger brandstofverbruik in vergelijking met benzine [11](#page=11).
* **Parkeren ondergronds**: Ondergrondse parkeergarages vereisen aangepaste voorzieningen, omdat gasvormig LPG zwaarder is dan lucht en zich kan ophopen in lagere delen [11](#page=11).
* **Keuring verplicht**: Een LPG-keuring is verplicht bij indienststelling, periodiek en bij demontage [11](#page=11).
#### 1.5.2 CNG (Compressed Natural Gas)
* **Voordelen**: Was vroeger goedkoper dan LPG [12](#page=12).
* **Nadelen**:
* Niet overal te tanken [12](#page=12).
* Hogere inbouwkosten dan LPG [12](#page=12).
* Gastank neemt veel ruimte in en is zwaar [12](#page=12).
* **Lekken bij ontginning**: Lekkages van methaan (een broeikasgas 28 keer sterker dan CO2) tijdens de winning, het transport en de verwerking van aardgas vormen een bijkomend nadeel [12](#page=12).
#### 1.5.3 LNG (Liquefied Natural Gas)
* De documentatie bevat geen specifieke details over LNG op de betreffende pagina's.
* * *
# Klimaatbeleid en regelgeving
Dit onderdeel biedt een overzicht van het internationale, Europese en nationale klimaatbeleid, met specifieke aandacht voor de rol van euronormen en ecoscores in het reduceren van schadelijke emissies en het stimuleren van milieuvriendelijke voertuigen.
### 2.1 Internationale en Europese klimaatinitiatieven
Het internationale klimaatbeleid is gericht op een gezamenlijke aanpak van klimaatverandering. Een cruciaal internationaal akkoord is het VN-Klimaatverdrag uit 1992, dat echter geen wettelijke verplichtingen vastlegde. De VN-Klimaatconferentie van Parijs in 2015 resulteerde in een nieuw wettelijk kader dat door bijna 200 landen werd ondertekend. Hoewel de Verenigde Staten in 2017 aankondigden zich terug te trekken uit het akkoord, blijft de internationale samenwerking voortduren met geplande conferenties zoals COP30 in Brazilië in 2025. Het VN-Klimaatpanel heeft aangegeven dat tegen 2050 een wereldwijde reductie van de uitstoot met minstens 50%, en waarschijnlijk zelfs met 80 tot 95%, noodzakelijk is [23](#page=23) [24](#page=24).
De Europese Unie heeft ambitieuze klimaatdoelstellingen vastgesteld: een reductie van de emissie met 45% tegen 2030 ten opzichte van 1990, en klimaatneutraliteit tegen 2050. Dit staat in contrast met bijvoorbeeld China, dat klimaatneutraliteit tegen 2060 nastreeft [24](#page=24).
### 2.2 Nationaal en regionaal klimaatbeleid in België
Op nationaal niveau moest België tegen 2020 de uitstoot met 15% reduceren ten opzichte van het referentiejaar 1990, waarvoor een uitgebreid klimaatbeleid met diverse maatregelen werd uitgewerkt [24](#page=24).
In het Vlaams Gewest lag de focus onder meer op het behalen van de doelstelling van 10% hernieuwbare energie in de transportsector tegen 2020, wat deels werd nagestreefd door de toevoeging van biodiesel en ethanol aan fossiele brandstoffen. Met het oog op 2030 worden nieuwe maatregelen geïmplementeerd om een vermindering van 40% te realiseren ten opzichte van 2005. De langetermijndoelstelling voor 2050 is, net als op Europees niveau, klimaatneutraliteit [25](#page=25).
### 2.3 Euronormen
Euronormen zijn grenswaarden voor de uitstoot van schadelijke stoffen zoals koolmonoxide (CO), stikstofoxiden (NOx), koolwaterstoffen (HC) en fijn stof. Deze normen gelden voor alle nieuwe auto's die in Europa worden verkocht. Hoe hoger de euronorm, hoe milieuvriendelijker het voertuig is. De geldende euronorm van een voertuig is vermeld op het inschrijvingsbewijs [19](#page=19).
### 2.4 Ecoscore
De ecoscore is een waarde die varieert tussen 0 en 100, waarbij een hogere score aangeeft dat een voertuig milieuvriendelijker is. Dit systeem maakt het mogelijk om voertuigen met verschillende technologieën en brandstoffen met elkaar te vergelijken. De ecoscore kan worden opgezocht op basis van het type voertuig, model, of chassisnummer, en biedt de mogelijkheid om voertuigen met elkaar te vergelijken. Meer informatie is te vinden op [https://ecoscore.be/](https://ecoscore.be/) [21](#page=21) [22](#page=22).
> **Tip:** Euronormen en ecoscores zijn belangrijke indicatoren om de milieu-impact van voertuigen te beoordelen en te vergelijken. Zij spelen een cruciale rol in regelgeving en consumentenkeuzes.
### 2.5 Lage-emissiezones (LEZ)
Een lage-emissiezone (LEZ) is een afgebakend gebied waarbinnen specifieke toegangsvoorwaarden gelden voor bepaalde voertuigcategorieën, gebaseerd op hun uitstoot. Het primaire doel van LEZ's is het verbeteren van de luchtkwaliteit in stedelijke gebieden. De specifieke steden die een LEZ hanteren, worden ook benoemd [26](#page=26).
> **Voorbeeld:** Voertuigen die niet voldoen aan de gestelde emissienormen (bijvoorbeeld een lage euronorm) kunnen geweerd worden uit een LEZ, waardoor de luchtkwaliteit in die stad verbetert en de druk om milieuvriendelijkere voertuigen aan te schaffen toeneemt.
### 2.6 Levenscyclusanalyse van emissies
De documentatie bevat ook informatie over de klimaatimpact, ozonimpact en fijnstofimpact over de gehele levenscyclus van producten, hoewel specifieke details hierover niet verder zijn uitgewerkt in de fragmenten. Dit impliceert dat de milieu-effecten niet alleen tijdens het gebruik, maar ook tijdens productie, transport en afdanking in overweging worden genomen [16](#page=16) [17](#page=17) [18](#page=18).
### 3.3 Veiligheid bij tanken
1) Zet uw motor af
2) Laat uw gsm in de wagen
3) Doof uw sigaret
4) Leeg uw asbak niet in de vuilbak
5) Pas op voor statische elektriciteit
6) Blijf alert
7) Vul uw jerrycan altijd op de grond
8) Zorg dat u altijd weet waar de noodstop van het station zich bevindt[14](#page=14)
Glossary
| Term | Definition |
|------|------------|
| Broeikaseffect | Het broeikaseffect is een natuurlijk proces waarbij bepaalde gassen in de atmosfeer warmte vasthouden, wat essentieel is voor het leven op aarde. Echter, door menselijke activiteiten, zoals de verbranding van fossiele brandstoffen, neemt de concentratie van deze gassen toe, wat leidt tot een opwarming van de aarde. |
| Uitlaatgassen | Uitlaatgassen zijn de gassen die vrijkomen bij de verbranding van brandstof in een motor. Deze gassen kunnen schadelijke stoffen bevatten zoals koolmonoxide (CO), stikstofoxiden (NOx) en fijne deeltjes, die bijdragen aan luchtvervuiling en gezondheidsproblemen. |
| Katalysator | Een katalysator is een apparaat dat in het uitlaatsysteem van een voertuig wordt geplaatst om schadelijke stoffen in de uitlaatgassen om te zetten in minder schadelijke stoffen. Dit proces vermindert de uitstoot van vervuilende gassen zoals koolmonoxide en koolwaterstoffen. |
| Biobrandstof | Biobrandstof is een brandstof die wordt geproduceerd uit biomassa, zoals plantaardige oliën, alcoholen uit vergisting of plantaardige reststoffen. Het kan een alternatief zijn voor fossiele brandstoffen en wordt vaak geprezen om zijn CO2-neutraliteit, hoewel er ook nadelen kleven aan de productie ervan. |
| CO2-neutraal | Een proces of product wordt als CO2-neutraal beschouwd wanneer de hoeveelheid koolstofdioxide (CO2) die bij de productie of verbranding vrijkomt, gelijk is aan de hoeveelheid CO2 die tijdens de levenscyclus wordt opgenomen. Dit draagt bij aan het in evenwicht houden van de koolstofkringloop. |
| Elektriciteit | Elektriciteit als voertuigbrandstof verwijst naar de energie die wordt opgeslagen in accu's en gebruikt om elektromotoren aan te drijven. Elektrische voertuigen worden als milieuvriendelijk beschouwd vanwege hun gebrek aan directe uitstoot, mits de elektriciteit uit hernieuwbare bronnen komt. |
| Hybride | Een hybride voertuig combineert een verbrandingsmotor met een elektrische aandrijving. Dit systeem maakt het mogelijk om de voordelen van beide technologieën te benutten, zoals een lager brandstofverbruik en verminderde uitstoot, met name bij lagere snelheden. |
| Waterstof | Waterstof kan als brandstof worden gebruikt in voertuigen, hetzij direct in een verbrandingsmotor, hetzij via een brandstofcel om elektriciteit op te wekken. Waterstofvoertuigen produceren geen schadelijke uitlaatgassen, wat ze tot een potentieel milieuvriendelijke optie maakt. |
| LPG (Liquefied Petroleum Gas) | LPG is een brandstof die voornamelijk bestaat uit propaan en butaan. Het wordt gebruikt als alternatief voor benzine en diesel en staat bekend als een schonere brandstof, hoewel de installatiekosten hoog kunnen zijn en er specifieke veiligheidsmaatregelen gelden. |
| CNG (Compressed Natural Gas) | CNG is aardgas dat onder hoge druk is samengeperst en als brandstof in voertuigen wordt gebruikt. Het is een economisch alternatief voor benzine en diesel, maar de infrastructuur voor tankstations is nog beperkt en de winning van aardgas kan milieuproblemen met zich meebrengen. |
| Ecoscore | De ecoscore is een beoordelingssysteem dat de milieuvriendelijkheid van voertuigen evalueert, met een schaal van 0 tot 100. Hoe hoger de score, hoe milieuvriendelijker het voertuig is, wat helpt bij het vergelijken van verschillende technologieën en brandstoffen. |
| Euronormen | Euronormen zijn Europese emissienormen die de maximaal toegestane hoeveelheden schadelijke stoffen in de uitlaatgassen van voertuigen vastleggen. Deze normen worden steeds strenger om de luchtkwaliteit te verbeteren en de impact van het wegtransport op het milieu te verminderen. |
| Lage-emissiezone (LEZ) | Een lage-emissiezone (LEZ) is een geografisch afgebakend gebied binnen een stad waar de toegang voor bepaalde voertuigcategorieën beperkt wordt op basis van hun emissieklasse. Het doel is om de luchtkwaliteit in stedelijke gebieden te verbeteren door vervuilende voertuigen te weren. |