Nu en dan de bougies uitschakelen belooft interessante brandstofbesparing

Benzinemotoren verbruiken veel minder brandstof wanneer je ze op geschikte momenten laat werken als een diesel. Dat stellen procestechnologen van het Massachusetts Institute of Technology (MIT). Ze zeggen een manier te hebben gevonden om dit proces correct aan te sturen.

Vrijwel tegelijk onthulde Mercedes een zogeheten ‘DiesOtto’-motor die volgens een vergelijkbaar principe werkt. Het eerste prototype is een 1,8 liter viercilinder met een vermogen van 175 kW, voldoende voor de S-klasse, en een verbruik van slechts 1 op 17.

Zoals bekend is het grote verschil tussen benzine- en dieselmotoren dat bij een benzinemotor een vonk zorgt voor ontbranding van het brandstof/luchtmengsel. Bij een diesel perst de omhooggaande zuiger het mengsel samen totdat het spontaan ontbrandt. Bij benzinemotoren kan dat laatste ook gebeuren maar meestal komt de ontbranding dan te vroeg, wanneer de zuiger nog niet helemaal over zijn hoogste punt heen is. Vandaar dat dit effect (‘kloppen’) wordt onderdrukt met antiklopmiddelen in de benzine.

Het onderzoek richt zich nu op manieren om dit kloppen gecontroleerd en precies op het juiste moment te laten gebeuren. Hier heeft men de term ‘homogeneous charge compression ignition’ (HCCI) voor bedacht. Het verschil met een diesel zit in het feit dat brandstof en lucht eerst worden gemengd (meestal in een carburateur) en dan pas worden samengeperst, net als bij een benzinemotor. Bij een diesel pers je eerst de lucht samen en spuit dan pas de brandstof in, met een hogedrukpomp.

Bij de HCCI-motor ontbrandt dat mengsel dan ook overal in de cilinder op hetzelfde moment. En niet lokaal bij het injectiepunt, zoals bij een diesel, of lokaal bij de bougie zoals bij een benzinemotor. Je hoeft je dus geen zorgen meer te maken over de snelheid waarmee de vlam zich door de verbrandingskamer verspreidt.

Het gevolg is dat je kunt werken met een lagere verbrandingstemperatuur, waardoor de NOx-uitstoot wordt geminimaliseerd, en met een gunstige brandstof/luchtverhouding. Bovendien zorgt de gelijkmatige verbranding voor een hogere efficiëntie en veel minder roetvorming.

Bij het MIT hebben ze nu uitgebreid onderzocht welke factoren precies het moment bepalen waarop bij HCCI het mengsel ontbrandt. Belangrijk blijken vooral de chemische samenstelling van de benzine en de inlaattemperatuur te zijn.

De onderzoekers stellen dat je bij een gegeven brandstofsamenstelling alleen een temperatuursensor in de inlaat nodig hebt. Die bepaalt dan bij elke compressieslag van de cilinder of hij de bougie wel of niet moet laten vonken.

Simulaties geven aan dat bij stadsverkeer de motor gedurende ongeveer 40 procent van de tijd naar HCCI-modus zal schakelen. Als alle auto’s in de VS over zulke motoren zouden beschikken, zou dat volgens onderzoeker William Green een miljoen vaten olie per dag uitsparen - vijf procent van het totale aardolieverbruik van de VS

Hoe Mercedes het vraagstuk van de HCCI-regeling heeft opgelost, is niet bekend.

bron: MIT, Mercedes