AVL haalt diesel-zuinigheid uit benzinemotor
woensdag 27 mei 2009Deze maand vond het toonaangevende jaarlijkse Motorensymposium in Wenen plaats, waar de nieuwste motortechniek wordt gepresenteerd. Zo lieten BMW en Mercedes hun toepassing van Two-mode hybrid zien, en toonde Volkswagen zijn nieuwe 1.2 TSI en 1.6 TDI aggregaten. Ontwikkelaar AVL blikte in de toekomst, met een aangepaste VW Passat. Die verslaat op benzine de zuinigheid van een standaard diesel!
AVL werkte vorig jaar al deze Turbohybrid-studie uit. Die paart zuinigheid aan 'driveability’.
De Oostenrijkse ontwikkelaar van motoren en motortestapparatuur AVL, werkte vorig jaar al een Turbohybrid-studie uit. Ze bouwden dat verder uit door contact met de jonge Britse elektrospecialist CPT. Dat leidde tot een ultrazuinig Volkswagen Passat demonstratievoertuig.
In het kort is de filosofie achter beide AVL-prototypes hetzelfde. Besparing in verbruik moet vooral gevonden worden in hogere motorbelasting, door downspeeding en/of downsizing. Hoe meer de motor bij zijn vollast-punt draait, hoe hoger zijn rendement.
De sterke benzine- en dieselmotoren van tegenwoordig draaien echter in de praktijk bijna altijd laag belast, en dat is onzuinig. Daar helpt downsizing, dus kleinere motoren toepassen die gemiddeld hoger belast draaien, maar ook een groot vermogen kunnen leveren.
Ten tweede helpt downspeeding door toepassing van lange versnellingen, zodat de motor langzamer gaat draaien en zwaar moet trekken bij acceleratie. Hoogbelast trekken bij laag toerental is zuinig.
In een Volkswagen Passat demonstratievoertuig werd aan de Turbohybrid een elektrische compressor van de Britse elektrospecialist CPT toegevoegd.
Turbo-hulp voor hybride
Zowel downspeeding als downsizing vereisen dat de motor veel trekkracht bij laag toerental kan leveren, voor vlotte prestaties en rijplezier. Kleine turbomotoren bieden een groot vermogen, maar trekken niet ideaal vanaf laag toerental. In de Turbo Hybrid loste AVL dat op langs elektrische weg.
Van een BMW 3-serie maakte AVL een hybride, met elektrisch ondersteunde acceleratie. Het bijzondere is de motorregeling die daarbij werd ontwikkeld. Via verhoogde druk van de turbo wordt de trekkende motor steeds wat extra opgejaagd, waarbij het extra vermogen dient om de accu’s voor de hybride-aandrijving bij te laden.
Bij hybrides in productie gaat bijladen via terugwinning van remenergie. Dat levert weinig op bij snelwegrijden. Het AVL-systeem om de motor extra te belasten zorgt dat er wel altijd stroom is om acceleratie te ondersteunen, en het verhoogt de gemiddelde motorbelasting. AVL noemt als resultaat 10% verbruiksbesparing.
Elektrische turbo’s
Het idee van downsizing en energieterugwinning staat centraal bij CPT. Zij bieden een compressor met elektrische aandrijving, in plaats van combinatie met een uitlaatgasturbine. Die verbruikt maximaal 1,8 kW stroom, en heft het probleem op van een bij laag toerental (te) traag reagerende turbo.
Vanaf 2012 denkt CPT een turbine met vloeistofgekoelde generator te kunnen leveren. Hiermee kan uit de uitlaatwarmte stroom geproduceerd worden.
Ook hebben ze een starter/generator om een start/stopsysteem mee te maken. Vanaf 2012 denken ze de andere helft van een traditionele turbo te gaan bieden, als systeem om uitlaatwarmte te benutten. Een turbine wordt dan gekoppeld aan een vloeistofgekoelde generator, die op uitlaatgas ruim 4 kW stroom moet kunnen produceren.
35 g/km CO2 bespaard
De elektrische CPT-compressor maakt deel uit van de auto die AVL nu naar het Weens symposium meenam. De 2.0 FSI basismotor werd uitvoerig onder handen genomen. Er kwam gekoelde EGR op, aangepaste magere motorregeling en intelligente koelregeling. Plus een transmissie voor downspeeding.
Hiermee levert de benzinemotor 400 Nm en 147 kW, waar de 2.0 TFSI turbomotor van Volkswagen zelf maar 280 Nm levert, bij gelijk topvermogen. Nog belangrijker is dat het AVL-prototype liefst 35 g/km minder CO2 uitstoot, ofwel 18% zuiniger draait.
Met 159 g/km komt de AVL-Passat zelfs nog 6 g/km gunstiger uit dan een 2.0 TDI met 125 kW in diezelfde Passat. Die diesel moet zich met 350 Nm zelfs op het gebied van koppel gewonnen geven. Dus heeft AVL een goed recept in handen voor autofabrikanten die een effectief dieet zoeken voor motorvermagering.
De nieuwe 1.2 TSI met turbo van Volkswagen levert hetzelfde vermogen als de 1.6 zonder turbo. U ziet hier tegen de zijkant van de motor de vloeistofgekoelde tussenkoeler.
Ander motorennieuws
Tot slot nog enkele wetenswaardigheden over de andere aangeroerde motorinnovaties van het Motorensymposium:
Alles over het Two-mode hybrid-systeem, dat gezamenlijk door GM, Mercedes en BMW werd ontwikkeld, is te lezen in de mei-editie van Auto & Motor TECHNIEK (AMT).
De nieuwste motoren van Volkswagen komen in productie voor de pas gepresenteerde Polo, maar ook voor andere modellen van het concern. Zo wordt de 1.6 TDI gebruikt in de Seat Ibiza, en de nieuwste Golf BlueMotion.
De viercilinder 1.2 TSI wordt voorlopig met zijn 77 kW de topmotorisering voor de Polo. Hij is compleet nieuw, naast de bestaande 1.2 driecilinder en een 1.4 viercilinder.
Peter Fokker (Redactie Auto & Motor TECHNIEK)
