Op bezoek in het Duitse hoofdkantoor van Mahle zagen we een paar jaar geleden al Formule 1 zuigers voor Ferrari tentoon gesteld. Ook aan Mercedes-Benz heeft Mahle geleverd, kortom ze zijn betrokken bij de ontwikkeling van F1-techniek.

Er is ook een Britse vestiging, veel F1-teams hebben juist daar hun ontwerpcentra. Uit die Mahle vestiging komt TJI, eerst een geheime ontwikkeling voor de F1, nu onderweg om geschikt te worden voor serieproductie.

Ideale ontsteking

Het idee is een soort kruising van de benzinemotor en de aloude voorkamer diesel. Met als resultaat dieselrendement uit een benzinemotor. Mahle spreekt van wel 45 % rendement, zo goed als direct ingespoten diesels van nu.

Dat wordt bereikt door een klein beetje benzine in een apart kamertje te ontsteken met een bougie. Als een sproeier spuit het kamertje deze verbranding rondom in de cilinder.

Het mengsel in de cilinder wordt hiermee niet centraal vanaf een bougie aangestoken, maar in een ring nabij de cilinderwanden. Het hete verbrandingsgas uit het voorkamertje ontsteekt daarbij arme mengsels veel beter dan een bougie.

Minder hitte, meer compressie

Een zeer arm mengsel ontsteekt niet gauw uit zichzelf (detonatie). Het ontsteekt helemaal niet makkelijk, wil je dat met een bougie doen dan moet rond die bougie het mengsel rijker zijn. Bijvoorbeeld door direct naast die bougie in te spuiten.

De turbulente verbrandingsstralen uit het TJI ontsteken een zeer arm mengsel wel goed. En over een groot bereik, zodat de verbranding homogener verloopt.

Hieruit haalt Mahle twee grote voordelen. De compressie kan omhoog, volgens Mahle wel tot vier punten. Iets van 14:1 dus, zonder risico op detonatie. Daaruit komt dieselrendement. Nog mooier, de homogener verbranding is minder heet, zodat weinig NO_x ontstaat.

Hier zie je het sproeier-uiteinde van de TJI unit, met vier tot acht boringen die een turbulente straal brandend gas doorlaten.

Enorme vooruitgang?

Mahle ontwikkelt zelf (experimentele) motoren, om te meten welk resultaat hun bedenksels leveren. Zo geven ze aan dat de gelijkmatiger verdeelde verbranding met TJI minder warmteverlies geeft naar cilinder en zuiger. Nog wat rendementswinst dus.

Het zou ook zo zijn dat bij zeer arme mengsels 99 % (!) minder NOx ontstaat. TJI kan gecombineerd worden met directe of indirecte injectie voor het mengsel in de cilinder. Bij injectie in de inlaat zou wel een beetje deeltjesvorming optreden, maar veel minder dan bij directe injectie met conventionele ontsteking.

Meer in AMT 7/8

Alles wat motorontwikkelaars nu zorgen baart in één klap opgelost? Verbruik op dieselniveau met benzine, dus flink minder CO₂. Geen hoge NO_x waarden, zoals bij diesels. Geen probleem met roetdeeltjes, zoals nu bij directe benzine-injectie.

Alleen vergt inbouw van TJI ruimte in de cilinderkop, die bestaande ontwerpen meestal niet bieden. Meer bijzonderheden kun je verwachten in het juli/augustus nummer van AMT. Abonnee worden? En toegang krijgen tot AMT Reparatiewijzer klik dan hier. Al abonnee en het digitale magazine nog niet geactiveerd? Klik dan hier.