Voor wie niet zo diepgaand vertrouwd is met de Engels/Amerikaanse taal: Grail slaat op de Holy Grail, de Heilige Graal. Een middeleeuws concept over een beker of schaal met magische krachten die was verdwenen, en waarnaar heftig werd gezocht.

Niet helemaal duidelijk is welke ‘graal’ Matthew Riley precies zocht, de oprichter van Grail Engines. Iemand met veel ervaring in experimentele motorontwikkeling, begrijpen we.

Tweetakt voor- en nadelen

Misschien zoekt Riley de graal van een hoger motorrendement, dus lager verbruik. Grail Engines presenteert zich als een ‘groen’ bedrijf, dat een zuiniger en schoner motor wil bieden.

Nu weten we dat een tweetakt meer vermogen levert dan een even grote viertakt. Hij is ook nog simpeler van opbouw, dus lichter en kleiner. Ideaal, ware het niet dat de tweetakt aanzuigt via het motorcarter.

Om de krukas te smeren is mengsmering of olie-injectie nodig, die olie komt in de aangezogen lucht. En dat geeft vies uitlaatgas. De klassieke tweetakt gebruikt bovendien geen kleppen maar poorten in de cilinderwand, waarin door de zuigerveren smeerolie uit de cilinder wordt geveegd. Nog meer olie, direct in de in- en uitlaat.

Daarom verdwijnt de tweetakt steeds meer naar de achtergrond in wegvoertuigen. Geen schone verbranding, of je moet er allerlei hulpstukken aan monteren. Maar dan is de tweetakt niet meer simpel en kun je evengoed een beproefde viertakt nemen.

Ingenieus kleppensysteem

Ook niet handig is dat met poorten voor de gaswisseling nogal wat verse lucht, of nog erger vers mengsel direct in de uitlaat verdwijnt. Om te beginnen kun je dus toch beter een uitlaatklep hebben, en moderne directe injectie zodat de zuiger grotendeels lucht verpompt en geen lucht/brandstofmengsel.

Je zet ook een Reed-valve (terugslagklep) in de inlaat, zodat de zuiger bij zijn arbeidsslag geen lucht terug in de inlaat kan duwen. Hij moet alleen ‘spoellucht’ naar de cilinder pompen. Hier zou de Grail motor zijn kans grijpen. De neergaande zuiger wordt gebruikt als compressor, die in een soort verlengd inlaatkanaal na de Reed-valve wat druk opbouwt.

Nu nog mooier: via pijpjes wordt de druklucht in de zuiger gevoerd, die voorzien is van een vrij zwevende inlaatklep. Zodra de uitlaatgasdruk via een kopklep is weggevloeid duwt de druk van de inlaatlucht de klep in de zuiger open. Het laatste restje uitlaatgas wordt positief naar buiten geduwd.

Vergenoegd stelt Riley dat zijn Grail tweetakt dus ook nog loopt op een Miller cyclus. Met beperkte compressiearbeid, omdat de inlaatklep opent als de zuiger al omhoog beweegt. In dit geval leverde de neerwaartse zuigerbeweging al een stukje compressiearbeid.

Grote beloften?

Amerikanen zien het doorgaans breed. Zo ook bij Grail Engines, bij hun schatting van de prestaties. Hun motor zou 200 pk per liter leveren, bij een verbruik van 1:45. En daarbij ook nog voldoen aan de Amerikaanse uitlaatgasnormen.

Voorlopig is er alleen een modelletje, waarmee niet meer dan koude compressie is getest. Dus nog zonder brandstof of verbranding. Toch gelooft de Universiteit van Wichita erin, en verstrekte 50.000 dollar subsidie voor verdere ontwikkeling.

Dat de Grail tweetakt niet meer echt simpel is lijkt ze niet te deren. Noch stellen ze zich de vraag hoe Grail de krukas en cilinder denkt te smeren, zonder dat olie met de inlaatlucht meekomt. De constructie met telescopische pijpjes om druklucht naar de zuiger te brengen zien wij ook niet echt lang heel blijven. Maar prachtig uitgedacht, dat dan weer wel.

Peter Fokker (Redactie AMT)