- Trefwoorden:
- Alternatieve motortechniek,
- Dubbelzuigermotor,
- Achates,
Achates dubbelzuiger-diesel extra zuinig?
vrijdag 29 januari 2010Laten we even aannemen dat de Amerikanen over hun afkeer van diesel voor personenauto’s heen komen. Laten we vaststellen dat hybrides duur in productie zijn, en dat dit nog meer geldt voor elektrische tractie. Dan heeft Achates het alternatief om veel zuiniger automotoren te maken. Een oud idee in nieuwe versie, als we deze uitzonderlijke diesel nader bekijken. Kijkt u mee?
In de opengewerkte tekening zien we geheel links dat speciale leidingen olie door de drijfstangen leiden, voor zuigerkoeling mogen we aannemen. Het ruitvormige motorblok is toch nog wel omvangrijk.
Om hun intellectueel eigendom te beschermen, zegt de Achates-website, geven ze een minimum aan technische informatie. Met name is niet te zien wat vier jaar testen op de proefstand heeft opgeleverd. Zo lang al zou een ééncilinder proefmotor draaien.
Op de proefstand zien we dat vanaf de bovenste krukas een tandwiel gaat naar een hogedrukpomp, met daarachter de common rail voor dieselinjectie. Het mechaniek om de zuigers te bewegen ziet er vervaarlijk en wat fragiel uit. Merk op dat de zuigers (zie derde cilinder) heel lange hemden hebben die onder de cilinder uitkomen. Moet wel, om te zorgen dat de cilinderpoorten afgesloten blijven van het carter.
Inspiratie van Junkers
Het bedrijf Achates, genoemd naar een figuur uit de Griekse mythologie, werd in 2004 opgericht. Kennelijk is heel snel een proefmotor gebouwd. Er staat nu een 4.2 viercilinder op stapel, waarvan foto’s en tekeningen getoond worden. Blijkbaar denkt men daarmee een concreet aanbod voor inbouw in een auto te hebben.
Wat we ook zien is dat als voorbeeld de Junkers Jumo 205 diesel uit de jaren rond 1940 diende. Deze vliegtuigmotor was iets heel bijzonders, een tweetakt dubbelzuiger-diesel. In feite heeft Achates dat ontwerp weer opgepakt, en alleen met een andere mechanische uitwerking compacter verpakt.
De Junkers-motor bouwde erg hoog, met krukassen boven- en onderin. Of erg breed, als je zo’n motor op zijn kant weet te leggen. Achates bedacht een systeem om de krukassen boven en onder de liggende cilinders te leggen. Dat maakt de motor compacter, vierkanter, en veel beter in een auto in te bouwen.
Het origineel, de Junkers Jumo 205 vliegtuigdiesel. Klik op de afbeelding om te vergroten.
Extra hoog rendement
Is een viertaktdiesel al zuinig, met een tweetaktproces werkt hij theoretisch nog efficiënter. Geen kleppen en klepbediening, dus minder gewicht en mechanische verliezen. Helemaal leuk wordt het met een dubbelzuigerconstructie. Geen cilinderkop, dat scheelt een stuk in warmteverlies.
In een presentatie schetst Achates dat wel heel gunstig. Vergeleken met een conventionele (Amerikaanse) benzinemotor stellen ze een viertaktdiesel erg complimenteus 40% zuiniger voor. Hun dubbelzuiger-diesel zou dan zelfs 50% zuiniger uitpakken. De verhouding lijkt realistisch, dat hun dubbelzuigermotor een kwart zuiniger zou kunnen zijn dan de diesels die we in auto’s nu kennen.
Tweetaktprobleem opgelost
Hoe kwam motor- en vliegtuigfabrikant Junkers op de dubbelzuiger-diesel? Het moest wel een tweetaktdiesel zijn, om voldoende vermogen voor een vliegtuig te ontwikkelen. Nadeel is dat met de poorten van een gewone tweetakt goede cilinderspoeling niet is te realiseren. De uitlaatpoort moet eerder openen dan de inlaat, en sluit dan dus ook later.
Met twee zuigers die tegen elkaar in bewegen is dit op te lossen. Bij de Junkers-motor regelt de ene zuiger de inlaat, de andere de uitlaat. Door hier de uitlaatkant elf krukasgraden voor te laten lopen gaat de uitlaat eerder open, maar ook eerder dicht dan de inlaat.
Zo kun je goed spoelen, zonder compressieverlies op de koop toe. Nog mooier maakte Junkers het met schuine inlaatpoorten, zodat lucht met een forse wervel door de cilinder stroomt. Een luchtpomp blies op lage druk door de inlaat, er is geen aanzuiging via het carter zoals in een gewone tweetakt. Middenin de cilinderwand zitten inspuitventielen voor de diesel.
Het kost nogal wat moeite om de rechtstandige zuigerbeweging op twee krukassen over te brengen. Om de heen en weer gaande massa te beperken zijn de armen van drijfstangen naar krukassen tot het uiterste vermagerd.
Oplossing voor vandaag?
Onduidelijk is of ook Achates een luchtpomp gebruikt, of klassieke aanzuiging via het carter. De tekeningen laten een gesloten kast zien, met apart carter eronder en een kastje met de inspuitpomp bovenop de motor. Dus carter-aanzuiging?
Even onduidelijk is hoe de krukassen gekoppeld zijn, die allebei arbeid leveren en gesynchroniseerd moeten draaien. Waar Junkers gewone drijfstangen toepaste heeft Achates een soort juk van lichte armen uitgewerkt, waarbij een rechtstandige beweging van drijfstangen aan de zuigers ontstaat. Dat scheelt weer zuigerwrijving.
Een andere vraag is wat deze ingewikkelde constructie doet voor de heen en weer gaande massa’s, dus motortrilling. Kernvraag is of Achates met vierkanter motorbouw het probleem heeft verholpen waardoor de dubbelzuiger-diesel een buitenbeentje bleef.
De vanaf 1936 gebouwde Junkers Jumo 205 was een zescilinder (dus twaalf zuigers) van 16,6 liter inhoud. Daaruit kwam in verschillende versies een vermogen van 441 kW bij 2000 t/min tot 647 kW bij 3000 t/min, nog zonder compressor. Ook in 1936 bracht Mercedes de eerste diesel-personenauto, type 260 D, met 34 kW uit 2,6 liter inhoud. Junkers haalde dus al een dubbel litervermogen.
Peter Fokker (Redactie Auto & Motor TECHNIEK)
