Door Peter Aansorgh © copyright Peter Aansorgh Producties

In de autotechniek is een duidelijke trend naar kleinere motoren, die dankzij drukvulling net zoveel vermogen leveren als “grote” motoren. Deze techniek komt ook naar de motorbranche. Suzuki is hiermee bezig, terwijl Honda er een eigen invulling aan geeft.

Autofabrikanten krijgen boetes als de gemiddelde CO2-uitstoot van hun vloot na 2020 meer dan 95 gram CO2 per kilometer bedraagt. Ze moeten het brandstofverbruik daarom drastisch beperken. Veel merken proberen hun auto’s zuiniger te maken door kleinere motoren toe te passen. In kleinere motoren zitten minder zuigers of kleinere zuigers. Het leidt altijd tot minder wrijvingsoppervlak met de cilinders en dat beperkt de wrijvingsverliezen. Bovendien kost het minder kracht om kleinere, lichte drijfstangen en kleinere, lichtere zuigers steeds te vertragen en te versnellen. Een ander belangrijk voordeel is dat kleine motoren minder lucht aanzuigen en minder uitlaatgas wegpompen. De “pompverliezen” vallen dus ook een stuk lager uit. Helaas kun je ook minder benzine verbranden als je minder lucht aanzuigt. En dus leveren traditionele kleine motoren minder vermogen.

Drukvulling

De remedie tegen het vermogensverlies is drukvulling. Als je meer lucht in de motor kunt pompen, kun je meer brandstof verbranden en zo meer vermogen ontwikkelen. Daarvoor worden meestal uitlaatgasturbo’s gebruikt, maar soms ook tandwiel- of riemaangedreven compressoren. De aandrijving daarvan kost echter energie, terwijl uitlaatgasturbo’s restenergie uit het uitlaatgas gebruiken. Als je brandstof wilt besparen, is dat dus de slimste manier. Soms worden er ook dubbele turbo’s gebruikt: een kleintje dat snel op toeren is voor trekkracht bij lage toeren en een grote voor het topvermogen. Bij dieselmotoren worden hiervoor ook wel eens turbo’s met variabele geometrie gebruikt. Bij benzinemotoren niet, omdat de uitlaatgastemperatuur van benzinemotoren veel heter is. Er zouden er exotische materialen toegepast moeten worden om zo’n systeem heel te houden. En daarvan wordt het duur. Wel wordt er ook bij downsizen vaak een intercooler gebruikt. Bij het comprimeren warmt lucht op, als je die weer afkoelt neemt de dichtheid toe, waardoor je bij dezelfde druk nog meer zuurstof in de motor kunt pompen.

Zuinig

Variabele kleptiming is ook een manier om de vullingsgraad te verbeteren. De timing bepaalt immers bij welk toerental de motor het beste trekt. Als je de kleptiming kunt variëren, kun je de motor zowel bij lage als hoge toerentallen goed laten trekken. In de praktijk hebben gedownsizede motoren vaak zowel een turbo als variabele kleptiming en leveren ze indrukwekkende prestaties. De 1.0 liter driecilinder “EcoBoost” motor van de Ford Focus levert 125 pk en een maximum koppel van 170 Nm bij 1400 tot 4000 tpm! Hij haalt een verbruik van 5 liter/100 km. De nieuwe 1.6 liter turbomotor in de Renault Espace haalt 200 pk, de oude 2.0 liter turbo slechts 170! Een VW 1.2 TSI motor in een polo verbruikt 5,2 liter/100 km. Dat is maar liefst 20% minder dan de oudere Polo met een eveneens 77 kW sterke 1.6 liter motor.

Meer componenten

Met turbo-downsizing is veel winst te halen. Nu kun je natuurlijk niet zomaar een turbo aan een motor hangen. Door de hogere verbrandingsdrukken worden zuigers, drijfstangen, koppakkingen en krukassen zwaarder belast, terwijl ook de kleppentrein en de aandrijving ervan het zwaar voor hun kiezen krijgen. De onderdelen moeten speciaal voor de hogere prestaties worden geconstrueerd, willen ze heel blijven. Een ander probleem is dat motoren door de turbo’s, de variabele kleptiming en de zwaardere constructies duurder worden. Ze hebben bovendien vaak meer versnellingen nodig. Omdat turbomotoren slecht vanuit stilstand accelereren hebben ze een kortere eerste versnelling nodig, terwijl ze juist een langere eindversnelling nodig hebben om bij een laag toerental te kunnen “cruisen”. Voor motorfietsen komt daar een probleem bij: de gasreactie van turbomotoren is vaak erg traag, omdat de turbo eerst op gang moet komen.

Motorfietsen

Motorfabrikanten zouden de tweewieler graag als mobiliteitsoplossing voor de toekomst presenteren. Daarvoor moeten twee problemen opgelost. De eerste is de emissie van schadelijke gassen. Motoren veroorzaken per kilometer veel meer vervuilende gassen. Per 1 januari 2016 gaan daarom – op initiatief van de motorfietsindustrie – strengere emissienormen in, de “Euro 4”. In 2020 worden die gevolgd door nog strengere Euro 5 eisen. Het tweede probleem is de CO2-uitstoot, die bij de meeste motoren nauwelijks lager is dan bij auto’s. Motorfabrikanten bezinnen zich daarom op methoden om brandstof te sparen, maar toch aansprekende prestaties te blijven bieden. Peugeot had daarvoor al jaren geleden een 125cc “Jetforce” scooter met supercharging, die dankzij drukvulling 5 pk meer leverde dan de natuurlijk aangezogen 125cc-machine. Iets waar je normaal toch 200cc voor nodig had. Iets serieuzer lijkt de Suzuki Recursion, die daadwerkelijk in productie lijkt te gaan. Deze Recursion heeft een 588cc tweecilindermotor, die dankzij een turbo en een intercooler 100pk @ 8.000 tpm levert. Het indrukwekkende maximum koppel van 100 Nm komt bij 4.500 tpm vrij. Dat zijn praktisch identieke cijfers als bij de Suzuki V-Strom 1000: die heeft 101 pk @ 8.000 tpm en 103 Nm @ 4.000 tpm. Maar dan uit 499cc meer…

Honda : downtuning

Honda heeft haar eigen filosofie als het gaat over het terugdringen van het brandstofverbruik. Niet zozeer downsizing, maar downtuning. Honda onderzocht het gebruik van motorfietsen en vond dat 90% van het gebruik bij snelheden onder de 140 km/uur plaatsvond, 80% bij minder dan 6.000 tpm. En dus vond Honda dat het geen zin had om een motor op hoge vermogens bij hoge toerentallen te tunen als die toerentallen toch niet worden gebruikt. Bovendien draait een motor het efficiëntst bij het toerental van het maximum koppel en treden er bij lage toerentallen de minste wrijvings-, aandrijf- en pompverliezen op. Ergo, door een motor bij lage toeren te optimaliseren maak je hem extra zuinig bij toerentallen die werkelijk worden gereden. De NC700-motor, die door deze filosofie ontstond, heeft met 47 pk misschien geen indrukwekkend vermogen, maar het koppel van 63 Nm is niet verkeerd, zeker niet omdat een brandstofverbruik van 1:27 in de praktijk gewoon haalbaar is.

Donatie

Vond u dit een goed artikel? Dan zou ik het op prijs stellen als u me op een kop koffie trakteert! U kunt een kleine bijdrage storten via de “donatie” knop in de menubalk. Bij voorbaat dank!