nieuws

Herleeft 2-takt bij Honda?

Techniek

Herleeft 2-takt bij Honda?
Volgens de bedenkers kan elke brandstof gebruikt worden, ook benzine of zelfs (gasvormig!) LPG. Maar dat lijkt theorie, nergens is te zien of smering met LPG echt voldoet.

En tóch blijft het trekken, de simpele opbouw van een tweetakt. Licht, goedkoop, hoge prestaties. Maar hoe doe je dat met smering, en voorkom je de beruchte vastlopers? Een nieuw patent van Honda technici biedt een hoogst originele oplossing. Wedergeboorte voor de tweetakt, zou het kunnen?

Om niet teveel hoop te vestigen, het gaat om een puur mechanisch idee. Hoe het zit met vermogen, verbruik, uitlaatgas is er niet bij uitgewerkt. Er lijkt nog geen werkend proefmodel te bestaan. Maar op papier ziet het er heel ingenieus en uitdagend uit.

Koel- en smeerprobleem opgelost?

Begin juli verscheen een Amerikaans patent, gebaseerd op een eerder Japans patent. Een Brits motortijdschrift spotte de Amerikaanse versie, en dat pikte het Amerikaans online magazine Gizmag weer op. Een direct ingespoten tweetakt, meenden ze, misschien wel voor motorfietsen.

AMT snorde het patent op. Wij lezen dat de indieners vooral een oplossing zochten voor de koeling van tweetakten. Zonder olietoevoeging, die zowel smeert als warmte van zuiger en cilinderwand kan opnemen. Maar ook (te) veel vuiligheid in de uitlaatgassen oplevert.

De vinding is om brandstof te gebruiken als koel- en smeermiddel. Daartoe werd een bijzonder kruk/drijfstang mechaniek bedacht. Zo kan brandstof tegen cilinderwand en zuiger gespoten worden, zonder dat een krukas in de weg zit.

Bij variant 1 van de opmerkelijke Honda tweetakt gaat de inspuiting via de middelste spoelpoort. Die is verlengd, zodat ook goed tegen de binnenkant van de zuiger gespoten kan worden. Bij variant 1 van de opmerkelijke Honda tweetakt gaat de inspuiting via de middelste spoelpoort. Die is verlengd, zodat ook goed tegen de binnenkant van de zuiger gespoten kan worden.

Compressie-ontsteking

Er is hier geen sprake van directe injectie. De inspuiting gebeurt onder de zuiger, niet erboven in de verbrandingskamer.

Verder gaat het om een bijna conventionele tweetakt, met aanzuiging via het carter en drie spoelpoorten om mengsel uit het carter boven de zuiger te krijgen. Een klassieke uitlaatpoort is er niet, maar een uitlaatklep die met een stoterstang en tuimelaars vanaf een nok op de krukas wordt bediend.

Nu wordt het toch interessant. De bediening van de uitlaatklep moet zorgen dat een deel van het hete uitlaatgas in de cilinder blijft. Deze inwendige EGR moet samen met de compressie het mengsel zodanig verwarmen dat zelfontsteking optreedt. Jawel, HCCI, Homogenous Charge Compression Ignition, wat een zeer volledige verbranding belooft!

De stoterstang bediening van de uitlaatklep zou een eigen oliebadje hebben. Vrijwel alles wat draait loopt op rol- en kogellagers, die maar heel weinig smering behoeven. De stoterstang bediening van de uitlaatklep zou een eigen oliebadje hebben. Vrijwel alles wat draait loopt op rol- en kogellagers, die maar heel weinig smering behoeven.

Multifuel geschikt?

Zoals op de tekeningen te zien zit aan de voet van de cilinder een inspuitventiel, dat schuin omhoog richt. Ofwel via de middelste spoelpoort, ofwel via een aparte uitsparing onderaan de cilinderbus spuit het ventiel brandstof tegen de tegenoverliggende cilinderwand. Komt de zuiger omlaag, dan kan ook tegen de binnenkant daarvan ingespoten worden.

Hiermee worden zuiger en cilinderwand gekoeld. “Bij voorkeur vloeibare brandstof gebruiken”, zegt het patent, dan geeft de verdamping daarvan een sterk koeleffect. Ook moet de brandstof enige smerende eigenschappen hebben, diesel is dan het best.

Volgens de bedenkers kan elke brandstof gebruikt worden, ook benzine of zelfs (gasvormig!) LPG. Maar dat lijkt theorie, nergens is te zien of smering met LPG echt voldoet.

De beweging van het kruk-drijfstang mechanisme is zeer interessant. Met T staat de baan van het onderste drijfstangoog ingetekend. D1 en D2 laten zien hoeveel de slaglengte door de hefboom toeneemt, vergeleken met de slag op de krukas (2 x R). Compact motorblok, dus. De beweging van het kruk-drijfstang mechanisme is zeer interessant. Met T staat de baan van het onderste drijfstangoog ingetekend. D1 en D2 laten zien hoeveel de slaglengte door de hefboom toeneemt, vergeleken met de slag op de krukas (2 x R). Compact motorblok, dus.

Slimme hefboom

Naar het lijkt is vooral mechanisch gedacht. Hoe bouwen we iets waar het injectieventiel onbelemmerd en langdurig tegen cilinder en zuiger kan spuiten?

Daarvoor moest de krukas uit de weg. Die schuiven de uitvinders naar achter. Vervolgens wordt daarin een hefboom aangebracht,  een soort tuimelaar. Gelagerd met een uiteinde in het motorblok, middenin een krukpen, op het andere eind de drijfstang.

Dat levert een heel interessante beweging op van het onderste drijfstang-oog. Dit beschrijft geen rondje, maar een zeer langgerekte baan (zie tekening). Handig, dat geeft weinig leibaandruk op de zuiger, dus weinig wrijving en warmteontwikkeling in de cilinder!

Bovendien, zeggen de uitvinders, kun je met de lengte van de hefboom naar wens afstemmen hoe hoog de compressieverhouding wordt. Je krijgt met deze constructie wel een lange slag. Maar dat geeft juist ruime gelegenheid tegen de cilinderwand in te spuiten, en een kleine boring zorgt dat de inspuiting de tegenoverliggende cilinderwand goed bereikt.

Variant 2 is nog mooier, met nog lager geplaatst inspuitventiel dat onder de spoelpoort door op elk moment in de cilinder kan spuiten. Variant 2 is nog mooier, met nog lager geplaatst inspuitventiel dat onder de spoelpoort door op elk moment in de cilinder kan spuiten.

Tja, als dit werkt…

Dan de details. De inlaat werkt, zoals gebruikelijk bij modernere tweetakten, met een Reed klep op het carter. Met ervoor een gasklep, om de aanzuiging te regelen.

Minder handig is misschien de uitlaat bovenop de cilinderkop, terwijl de cilinder toch al hoog is. Merk op dat alleen rond de verbrandingsruimte een (vloeistof) koelkanaal is voorzien. De rest van de cilinder wordt dus uitsluitend van binnenaf met brandstof gekoeld!

Een klein oliesmeerbadje is voorzien bij het krukaseind waar de klepbediening zit. Mooi gedaan met een roltuimelaar als overbrenging naar de stoterstang, de cilinder staat immers vóór de krukas.

Naast de uitlaatklep zien we een bougie. “Die werkt alleen bij het starten”, leggen de uitvinders uit, “als er nog geen heet EGR-gas is.”

Nu is niet gezegd dat Honda hier aan motorfietsen (of zelfs auto’s) denkt. Ze hebben ook aggregaten, grasmaaiers en meer. Maar als ze dit werkend krijgen, een homogeen lambda=1 mengsel met zelfontsteking in een tweetakt… dat zou hoogst interessant kunnen worden!

Het stuurproces, uitgezet in krukasgraden, bij motorvariant 1. Onderin de lange pijl waar de uitlaatklep opent, de korte pijl geeft spoelpoortopening aan. Bovenin een korte en lange gearceerde pijl, eerste en tweede periode waar onder de zuiger de verlengde spoelpoort vrijkomt om tegen de cilinderwand te kunnen spuiten. De zwarte pijltjes geven aan wanneer door de spoelpoort tegen de binnenkant van de zuiger gespoten kan worden. Het stuurproces, uitgezet in krukasgraden, bij motorvariant 1. Onderin de lange pijl waar de uitlaatklep opent, de korte pijl geeft spoelpoortopening aan. Bovenin een korte en lange gearceerde pijl, eerste en tweede periode waar onder de zuiger de verlengde spoelpoort vrijkomt om tegen de cilinderwand te kunnen spuiten. De zwarte pijltjes geven aan wanneer door de spoelpoort tegen de binnenkant van de zuiger gespoten kan worden.

Reageer op dit artikel