- Trefwoorden:
- Downsizing,
- HCCI,
- MCE-5,
- Alternatieve motortechiek,
MCE-5 motor nog zuiniger met variabele compressie?
woensdag 1 december 2010Gestaag ploetert het Franse bedrijf MCE-5 Development door aan zijn variabele compressie motortechniek. AMT maakte er in april 2008 voor het eerst melding van. Omdat de reguliere automotoren zich ook steeds verder ontwikkelen moet MCE-5 wel mee. Dat hebben ze gedaan door directe injectie erbij te zetten. Zo halen ze 180 kW uit 1,5 liter motorinhoud, en tot 45% verbruiksbesparing. Welke geheimen zitten hierachter?
We beginnen even kort bij het begin. Variabele compressie is voor benzinemotoren erg mooi bij deellast, met kleine gasklepopening en lage cilindervulling. Ook handig voor turbomotoren, als de compressie omlaag kan naarmate de turbodruk stijgt.
Daarnaast, meent MCE-5, kan alleen met variabele compressie het HCCI-proces wat worden. HCCI is de kruising van diesel en benzinemotor, een zeer zuinige armmengsel benzinemotor met compressieontsteking zoals een diesel.
Ook voor gebruik van alternatieve brandstoffen zou variabele compressie een uitkomst zijn. Bij aardgas en ethanol kan de compressie omhoog, en terug als de motor moet omschakelen op benzine.
Ingewikkeld mechaniek
Hoe bereikte MCE-5 een continu variabele compressie? Door op hele korte drijfstangen een kantelend juk aan te brengen, met aan één kant de zuigerstang, en aan de andere kant een verstelbare tandheugel. Een tweede (regel)zuiger verplaatst de tandheugel, waardoor de slag van de hoofdzuiger verandert.
De hoofdzuiger beweegt rechtstandig, het uiteinde van het juk waaraan de zuiger zit steunt met een getande rol tegen de motorblokwand. Omdat de zuiger puur rechtstandig beweegt neemt zijn mechanische wrijving aanzienlijk af.
Er is een compressieverhouding mogelijk van 6 tot 15:1. Dat liet MCE-5 los op een 1.5 turbomotor, ingebouwd in een Peugeot 407. Die werd eerst opgegeven voor 162 kW vermogen, 360 Nm koppel, en 6,8 l/100 km gemiddeld verbruik.
Super downsizing en downspeeding
Destijds in 2008 presteerde de 407 met 1.5 VCRi motor meer dan een 2.9 V6 seriemodel, bij omstreeks 30% lager verbruik. Net wat de industrie nu wil, zei MCE-5. Downsizen van de motor, en downspeeden met veel kracht bij lage toeren.
Hieraan komt ook nog wel een dubbele turbo te pas. Net als BMW doet, of PSA/Ford op hun sterkste viercilinder diesel. Een kleine turbo die snel reageert bij lage motorbelasting, en een grote die het werk overneemt als veel lucht nodig is bij hoge motorlast.
Naar nu blijkt worden de regelzuigers, die de slag van de hoofdzuiger een daarmee de compressieverhouding regelen, kennelijk aangestuurd met de inlaatdruk die de turbo levert. De turbodruk levert per cilinder apart de verstelkracht. Met bijregeling door elektronisch gestuurde klepjes.
Verwarrend cijferwerk
Als nieuwste experiment is MCE-5 nu bezig met directe injectie, die hogere compressie toelaat omdat alleen lucht wordt samengeperst. Er komt zo een stortvloed aan cijfers los, waarin je de weg kwijt zou kunnen raken.
In het nieuwste overzicht zien we dat de oorspronkelijke 1.5 VCRi 160 kW en 420 Nm koppel levert. Met directe injectie groeit het koppel tot 470 Nm. Optimalisatie zou volgend jaar 20 kW extra vermogen brengen.
Vervolgens rekent MCE-5 door, dat nog heel wat aan het verbruik gedaan kan worden met variabele kleptiming en een start/stopsysteem. Maar dat is niet meer reëel, die maatregelen kun je ook zonder variabele compressie toepassen. Net als downsizing van een atmosferische 2.9 V6 naar een biturbo 1.5.
Veelzeggend vinden we een grafiekje waarin de winst tegenover de 2.9 V6 referentiemotor wordt aangegeven. Met alleen variabele compressie wint de VCR-motor 5% rendement, pas met turbo en downsizing wordt het 31%. Nu beginnen we toch te vermoeden dat de variabele compressie eigenlijk helemaal niet veel verbruikswinst oplevert. Niet belangrijk meer dan downsizing, turbo’s en zo meer ook op een gewone motor levert.
Peter Fokker (Redactie AMT)
Geïnteresseerd in alternatieve motortechniek? Lees het artikel 'Motortechniek voor morgen'
