Een van de grondleggers van MCE-5 begon in 1997 ideeën vast te leggen voor een systeem om in een conventionele benzinemotor de compressie te variëren. Drie jaar later ontstond het bureau MCE-5 om dat concreet te gaan uitwerken.
In zeven jaar en vier ontwikkelingsfasen verfijnde MCE de principes om variabele compressie realistisch uitvoerbaar te maken. Sinds een klein jaar is het nu vooral wachten op een autofabrikant met serieuze belangstelling. Zou die nog komen?

Interessante ideeën
Het mechanisch principe is elegant, en heeft zeker aantrekkelijke kanten. Krukas en drijfstang gaan een kantelblok bewegen, met aan twee kanten een vertanding. Aan de ene kant steunt die vertanding in een verstelbare slede. Aan de andere kant grijpt hij in een slede die op rolletjes loopt, waar de zuiger aan vast zit.
Aardig is dat door de hefboomwerking van het kantellichaam de krukas maar een half zo grote slag heeft als de zuiger. De krukas wordt kleiner, sterker en lichter. De zuiger beweegt puur rechtstandig op en neer. Er is geen geleidend zuigerhemd nodig, dus minder wrijving en gewicht. Er is geen kantelkracht, dus erg weinig zuiger- en cilinderslijtage.
Verstellen van de slede waartegen de andere kant van het kantellichaam rust levert tot slot verandering van de zuigerslaglengte. Daarmee zijn compressie en expansie in de motor regelbaar geworden.

Een ander motorblok

MCE-5 noemt als voorbeeld van alternatieve oplossingen de variabele-compressie motor die Saab in 2000 liet zien, met kantelbare cilinderkop. Mooi, maar niet makkelijk te maken.
Onze Franse vrienden bedachten terdege dat radicaal nieuwe en andere constructies in de auto-industrie meestal sneuvelen op ingewikkeldheid en kostprijs. Daarom zit hun hele variatiesysteem in het motorblok, zonder exotische constructiekenmerken.
Alles aan de motor kan verder hetzelfde blijven, MCE biedt alleen een afwijkend motorblok. Het is hoger, “maar niet hoger dan een diesel met vergelijkbare prestaties”, zegt MCE. We vinden geen woord over wat het weegt. Een stuk meer dan een gewone benzinemotor, lijkt wel zeker. En de kostprijs? “In het ongunstigste geval 300 euro meer dan normaal”, denkt MCE.
Bij vergelijkingen wordt steeds gewezen op het gebruik van variabele compressie voor downsizing van een motor. Dus houdt MCE zijn 160 kW en 300 Nm sterke 1.5 graag naast een veel grotere gewone benzinemotor met gelijk prestatieniveau.

Beetje ingewikkeld

Wat MCE productietechnisch ‘conventioneel’ noemt vinden wij toch wel wat ingewikkeld. Alleen al kijkend naar het kruk/drijfstang/zuigergedeelte. Daarnaast hebben we dan nog een soort extra cilinders erbij, met een zuiger die door oliedruk de eerder genoemde schuifsledes verstelt.
In deze zuiger zitten weer klepjes, bediend door een lange, dunne pen. Voor de bediening zorgt een tuimelaar, op een nokkenas welke per elektromotor verdraaid wordt. Achter de schuifslede, ter hoogte van het kantellichaam, zit in het motorblok nog een hydraulisch glijkussen.
Wij hebben toch het idee dat dit niet echt simpel, en makkelijk te maken is. Het lijkt ons zeker een stuk zwaarder dan normaal. Of het in massaproductie hooguit 300 euro duurder zou zijn kunnen wij niet beoordelen, wel denken we dat 300 euro op de pure productiekosten van een motor bij lange na geen verwaarloosbaar bedrag is.

Grote mogelijkheden

Uitvoerig testen en verbeteren van de constructie levert op dat de compressie in 0,01 seconde van minimum naar maximum te brengen is. Op elk gewenst moment. Een hoge compressie en beter motorrendement bij lage motorlast, en een lage compressie bij vollast zodat geen detoneren optreedt.
Er is in de proefmotor een variatie tussen liefst 6,7:1 en 18:1 mogelijk. Maar hoeveel brandstof je gaat besparen kan MCE-5 niet melden, ze maken geen complete motoren of auto’s. Het hangt sterk af van hoe hun motorblok gebruikt wordt. Komt er directe injectie op, een turbo, alternatieve brandstof, wel of niet verstelbare nokkenassen?
Zo keek Saab naar variabele compressie omdat het erg handig zou zijn bij motoren die op benzine zowel als ethanol kunnen lopen. Op ethanol kan de compressie hoger, net zoals overigens bij lpg of aardgas. Meer compressie is meer rendement, een lager verbruik, maar ook hetere verbranding en meer NOx. Saab haalde wel 30% verbruiksreductie.
Recent gebruikt ook Mercedes variabele compressie, als één van de vele bijzonderheden in zijn ‘DiesOtto’-motor. Alles samen levert een fors gedownsizede motor, een 1.8 die presteert als een 3.5 V6. Met 175 kW en 400 Nm doet de DiesOtto niets onder voor de wat kleinere MCE-5-motor, bij half zo hoog verbruik als de vergelijkbare 3.5 V6.

Zou ons verbazen

Mercedes gebruikt een andere techniek voor variabele compressie dan het MCE-5-idee, weten we haast wel zeker, al geeft Mercedes geen details. Er is ook de in ons land uitgewerkte Gomecsys-motor met variabele compressie. Nog gebruikt in het op de HTS Autotechniek gebouwde ‘Prautotype’, dat op tv en de AutoRAI verscheen.
Het idee van Gomecsys zit mechanisch een stuk simpeler in elkaar. Dat werkt met een krukas in verstelbare excentrische lagering. Al jaren ligt het ontwerp klaar, maar nog geen autofabrikant is er heel serieus mee aan de slag gegaan.
Dat zien we ook met de MCE-5 nog niet gauw gebeuren. Erg mooi gemaakt, maar te zwaar, te ingewikkeld en te duur. Zeker zo lang je met een of meer (turbo)compressors de effectieve compressie veel makkelijker kunt verhogen. Maar misschien hebben ze daar in Lyon gelijk bij MCE, en worden ooit de CO2-normen zo ver opgeschroefd dat motorbouwers niet om variabele compressie heen kunnen. Of MCE-5 tot dan kan overleven…?

Peter Fokker (Redactie Auto & Motor TECHNIEK)