211service.com
Een brandstofzuigende motor
Een onderzoeksproject in het VK heeft een benzinemotor ontwikkeld waarvan het beweert dat het het brandstofverbruik met 15 procent kan verminderen zonder vermogen te verliezen.
Proefverbranding : Een testmotor van Lotus Engineering gebruikt om een nieuw, efficiënt motorontwerp te ontwikkelen.
De sleutel tot het nieuwe ontwerp is de manier waarop brandstof en lucht afzonderlijk in de motorcilinders worden gebracht. Door te experimenteren met verschillende regimes voor het direct injecteren van brandstof terwijl het openen en sluiten van de luchtinlaatkleppen wordt gevarieerd, zeggen de onderzoekers dat ze de grote doorbraak in prestaties hebben bereikt - en een conceptautomotor hebben ontwikkeld die belangstelling krijgt van grote autofabrikanten.
Het doel van het project, een samenwerking tussen twee toonaangevende ontwikkelingsbedrijven voor automotoren, Lotus Engineering en Continentale aandrijflijn , en twee universiteiten, Loughborough en Universiteits Hogeschool Londen , is het verminderen van verliezen veroorzaakt door het gaspedaal van de motor. Bij conventionele motoren wordt de gasklep gedeeltelijk gesloten gehouden, behalve tijdens volledige acceleratie, waardoor de luchtstroom wordt belemmerd en de druk en dichtheid van de lucht die de cilinder binnenkomt, wordt verminderd. Dit dwingt de motor harder te werken om lucht in de cilinder te trekken. Die verspilde energie kan worden bespaard door de hoeveelheid lucht die de cilinder binnenkomt te regelen, niet met het gaspedaal, maar door de timing van de klepopeningen bij elke cilinder te variëren. Hierdoor kunnen motoren ook kleiner en efficiënter worden gemaakt.
Dergelijke aanpassingen zijn niet mogelijk met conventionele motoren met variabele kleppen, die mechanische bedieningselementen gebruiken die hun werking beperken. Maar Lotus Engineering heeft een hydraulisch systeem ontwikkeld waarvan het zegt dat het volledige controle over de timing, duur en lift van de kleppen mogelijk maakt. De onderzoekers concludeerden dat de beste configuratie van kleppen vier was voor elke cilinder, twee voor luchtinlaat en twee voor uitlaat. Volgens de hoofdingenieur van het bedrijf, Graham Pitcher, kan het motorvermogen worden geregeld door de ene inlaatklep te sluiten en de andere iets te openen.
Een ander belangrijk verschil met eerdere ontwerpen is dat de brandstofinjector centraal in de kop van de cilinder is geplaatst in plaats van aan de zijkant. Hierdoor kunnen brandstof en lucht beter worden gemengd, hoewel het betekent dat de injector zich op het heetste deel van de motor bevindt en er dus een betere waterstroom nodig is om deze koel te houden. Een bijkomend voordeel van een betere verbranding is dat er minder onverbrande brandstof in de uitlaat komt, wat resulteert in minder uitstoot van koolwaterstoffen.
Lotus Engineering en Continental Powertrain hebben de technologie al toegepast in een koolstofarme conceptauto. De Opel Astra is uitgerust met een driecilindermotor van 1,5 liter die is gebaseerd op het verbrandingsconcept en waarvan is aangetoond dat deze de uitstoot van koolstofdioxide met 15 procent vermindert in vergelijking met de standaard 1,8-liter viercilindermotor van de Astra. Tegelijkertijd produceert de conceptauto een koppelverhoging van 36 procent en een toename van het vermogen met 14 procent.
Volgens Geraint Castleton-White, aandrijflijnleider bij Lotus Engineering, is het resultaat een auto die 140 gram of minder koolstofdioxide per kilometer uitstoot. In 2007 werd in Europa gemiddeld 158 gram koolstofdioxide per kilometer verkocht; voorgestelde wetgeving in het Europees Parlement zou eisen dat auto's tegen 2012 aan de norm van 130 gram per kilometer voldoen.
We hebben enorm veel interesse gehad van fabrikanten over de hele wereld en het concept zal in de toekomst in productie gaan, zegt Castleton.
De prototypemotor is kosteneffectiever dan andere motoren met directe injectie en magere verbrandingsmotoren, omdat er geen dure apparatuur nodig is om stikstofoxiden op te vangen, zegt hij.
John Heywood, hoogleraar werktuigbouwkunde aan het MIT, is niet verrast door de verbeteringen. Er is de afgelopen decennia een bijna lineaire verbetering opgetreden in de prestaties van verbrandingsmotoren, benadrukt hij. We moeten alle mogelijkheden nastreven die er veelbelovend uitzien. Maar hij suggereert dat er andere mogelijke manieren zijn om de motorefficiëntie te verhogen, zoals het verminderen van wrijving, wat uiteindelijk kosteneffectiever zou kunnen zijn. Er zijn vragen over de aantrekkelijkheid van de technologie met variabele kleppen op de lange termijn, zegt hij.