Viertaktontwerpen

Viertaktontwerpen verwijzen naar verbrandingsmotoren die werken volgens de vier-taktcyclus: inlaatslag, compressieslag, arbeidsslag en uitlaatslag. Tijdens elke slag beweegt de zuiger in één richting en voltooit de krukas twee omwentelingen per cyclus. De volgorde zorgt voor gecontroleerde inname van het lucht-brandstofmengsel, verdichteing, verbranding en afvoer van de uitlaatgassen.

Belangrijke componenten zijn onder meer de cilinder(s), zuiger(s), krukas, kleppenstelsel en de aandrijving van de kleppen. Het brandstof- en smeersysteem, de verbrandingsruimte en de koeling bepalen verder de prestaties en betrouwbaarheid. Moderne vier-taktmotoren gebruiken vaak een bovenliggende nokkenas of meerdere kleppen per cilinder, elektronische ontsteking en brandstofinjectie. Afhankelijk van de toepassing kunnen ze vloeistofkoeling of luchtkoeling hebben en uitgerust zijn met turboladers of compressoren voor extra vermogen.

Varianten binnen het vier-taktontwerp verschillen naar brandstofsysteem (benzine, diesel) en constructie (inline-, V-, of boxermotoren; aluminium of staal cilinders; directe injectie of indirecte injectie). Benzinemotoren kennen meestal een bougie-ontsteking, terwijl dieselmotoren werken op compressie-ontbranding. De keuze voor directe injectie, turbo- of supercharging, en ECU-regeling beïnvloedt efficiëntie, prestaties en emissies.

Voordelen van vier-taktontwerpen zijn onder meer een hoger thermisch rendement, zuinigere brandstofverbranding en betere emissies en tractie, terwijl nadelen bestaan uit een complexere constructie, zwaardere en duurdere systemen en een hoger onderhoudsniveau in vergelijking met tweetaktontwerpen.

Historisch ontstond het vier-taktprincipe in de 19e eeuw, met bijdragen van Beau de Rochas en realisaties door Nikolaus Otto in de jaren 1870. Sindsdien zijn vier-taktmotoren de gangbare standaard in auto’s, vrachtwagens, motorfietsen en vele industriële toepassingen.