artikel

Rekenen aan het ­motorrendement (2007-11)

Techniek

Bij motorrendement denk je altijd meteen aan energie. Hoeveel energie wordt in beweging omgezet, hoeveel in warmte? Dat zijn de bekende vragen, maar ik ben geïnteresseerd in een ander soort motorrendement. Welk gedeelte van het brandstof-luchtmengsel wordt omgezet in water en kooldioxide en welk gedeelte in overige (giftige) stoffen? Hoe hoog is dat rendement bij een moderne common rail-diesel, hoe hoog was het bij een diesel van 10 á 20 jaar geleden? En hoe zit het met benzinemotoren?

Rekenen aan het ­motorrendement (2007-11)

Fossiele brandstof bestaat uit koolwaterstof (CxHy) moleculen die met zuurstof (O2) verbranden tot kooldioxide (CO2) en waterdamp (H2O). De hoeveelheid kooldioxide hangt af van de hoeveelheid koolstof die het brandstofmolecuul bevat.

Dieselbrandstof bestaat uit grotere moleculen dan benzine, vandaar dat er uit 1 kg dieselolie meer kooldioxide wordt gevormd. We tanken echter brandstof in liters. Dieselolie is ongeveer 11% zwaarder dan benzine. De zuinigheid in liters per 100 km van de diesel wordt dus gedeeltelijk teniet gedaan door de grotere hoeveelheid CO2 die tijdens de verbranding ontstaat.

Omdat de verbranding te weinig tijd krijgt om (zoals bij een petroleumkachel) volledig te verlopen, ontstaan er ook schadelijke stoffen. Bij een motor loopt de verbrandingstemperatuur bovendien zo hoog op dat zelfs de zuurstof en de stikstof uit de lucht zich verbinden tot stikstofoxiden (NOx).

Bij een dieselmotor uit 1991 bestond ongeveer 0,1 gewichtsprocent van de uitlaatgassen uit schadelijke stoffen. Bij een ongeveer even oude benzinemotor werden er ongeveer 1% schadelijke stoffen gevormd. Er was geen uitlaatgasnabehandeling. Deze waarden variëren afhankelijk van het type motor, de belasting en het toerental. Ze geven aan waar het ongeveer om gaat.

Wat het rendement betreft, geldt dat er voor dieselmotoren het volgende verband is tussen het specifiek brandstofverbruik (be) en het rendement (η): η diesel = 84/be.

Voor een benzinemotor is dat:

η benzine = 88/be.

Het verschil ontstaat door de hogere verbrandingswaarde van dieselbrandstof.

In AMT 1/2007 staat dat de nieuwste Audi V8 TDI een laagst specifiek verbruik van 202 g/kWh heeft. Het rendement bedraagt dus 0,416 ofwel 41,6%. In AMT 3/2007 treffen we de nieuwe Mercedes DI-benzinemotor aan die 235 g/kWh als minimum haalt. Het rendement komt op een waarde van 0,347 ofwel 37,4%.

Oudere indirect ingespoten benzine en dieselmotoren liggen respectievelijk 10 tot 20% ongunstiger. Wilt u het precies weten, zoek dan in AMT op welk specifiek brandstofverbruik bepaalde motoren hebben.

Reageer op dit artikel