artikel

Ottomotor met zelfontbranding (2006-1)

Techniek

Zal de gewone benzinemotor in de toekomst meer op een dieselmotor lijken? Waarom is het niet mogelijk om met directe inspuiting (bijvoorbeeld FSI) het dieselprincipe van zelfontbranding te creëren?

Ottomotor met zelfontbranding (2006-1)

Er zijn twee verbrandingssystemen: otto en diesel. Bij ottomotoren wordt er een mengsel samengeperst dat door een vonk wordt ontstoken. Bij dieselmotoren wordt er lucht samengeperst, de brandstof verbrandt zodra deze wordt ingespoten.

De dieselmotor werkt met een hoge compressieverhouding en dat zorgt voor een hoger verbrandingsrendement dan dat van de ottomotor.

De ottoverbranding wordt door een regeling van de mengseltoevoer gestuurd, de dieselverbranding door de hoeveelheid ingespoten brandstof. Bij deellast werkt een ottomotor als een vacuümpomp, deze pompverliezen zorgen voor een lager rendement dan dat van een dieselmotor.

De eisen die aan de brandstoffen voor otto- en dieselmotoren worden gesteld, zijn fundamenteel anders. De verbrandingstechnische problemen liggen ook anders. De ottomotor wordt vooral beperkt door het optreden van detonatie, de dieselmotor heeft vooral problemen met een te hoge topdruk.

Wat verder opvalt is dat de ottoverbranding goed werkt bij toerentallen tot 20.000 t/min en bij buitengewoon hoge gemiddelde effectieve drukken zoals bij turbomotoren uit een eerder F1-tijdperk.

De dieselverbranding heeft een beperkt toerengebied omdat er zo weinig tijd is om de brandstof te verdampen, te ontsteken en te verbranden.

Het is zeker mogelijk om een ottomotor zodanig te laten lopen dat het mengsel spontaan ontsteekt tijdens het comprimeren. Honda heeft tweetaktmotoren gebouwd met zo’n verbrandingssysteem. Dat is echter alleen geschikt voor deellast, dus bij lage drukken en temperaturen. De dieselmotorfabrikanten proberen of de dieselmotor bij deellast kan werken met een homogeen mengsel dat door het comprimeren vanzelf ontsteekt. Omdat de verbrandingstemperatuur daarbij lager blijft dan 2000°C wordt er vrijwel geen NOx gevormd.

Zolang we emissies alleen blijven meten over de Europese rijcyclus zijn zulke verbrandingssystemen de moeite waard om te ontwikkelen. Motortechnisch gezien is het een noodoplossing, een kunstgreep die met veel regeltechnische problemen gepaard gaat.

Reageer op dit artikel