nieuws

Infiniti 2.0 VC-T bedwingt variabele compressie

Techniek 12960

Infiniti 2.0 VC-T bedwingt variabele compressie
De 2.0 VC-T vierpitter zou omstreeks 200 kW en 350 Nm produceren.

Wil je een verbrandingsmotor zuinig maken, dan moet de compressie zo hoog mogelijk. Al heel lang wordt gestudeerd op variabele compressie, omdat ‘zo hoog mogelijk’ samenhangt met de motorlast, en met drukvulling door bijvoorbeeld een turbo. Infiniti heeft eindelijk de oplossing, die op de autoshow van Parijs in oktober gaat debuteren. Hoe ziet dat eruit, hun 2.0 VC-T motor?

Volgens het eerste bericht van Infiniti zou er twintig jaar ontwikkeling in steken. Kan best, want we hebben al menige poging gezien, maar niets wat in grotere aantallen geproduceerd werd. Saab probeerde het met een verstelbare cilinderkop, wij hebben bijvoorbeeld Gomecsys die aan de krukas verstelt maar geen vrijwilligers vond om het in productie te nemen.

Infiniti gaat nu een nieuwe QX50 crossover uitbrengen met viercilinder 2.0 VC-T motor. In plaats van de 3.5 V6 uit de aloude Nissan VQ-motorserie. Met gelijke prestaties, maar een stuk zuiniger, lichter en kleiner. VC staat voor variabele compressie, T voor turbo.

Compressie tussen 8 en 14:1

Hiermee krijgt motorische downsizing een nieuwe dimensie. Het gaat nagenoeg altijd samen met een turbo. En dat is niet ideaal. Veel vermogen en koppel bij vollast is mogelijk, als je de turbodruk flink opschroeft. Maar dan kan de mechanische compressieverhouding niet te hoog zijn, anders vernielt detonatie je motor.

Helaas krijg je hiermee laag rendement bij deellast, waarin de motor veruit de meeste tijd zijn werk doet. Er is dan nog geen hoge turbodruk, alleen matige mechanische compressie. Of je moet een schakelbaar dubbelturbo systeem toepassen, of een mechanische compressor erbij.

Infiniti 2.0 VC-T De eerste afbeelding van Infiniti verklaart niet veel. Bij 2 blijkt de excenter as voor de regeling te zitten. Bij 3 wordt ‘krukas’ vermeld, feitelijk gaat het om een kruktap. 1 is de Harmonic Drive elektromotor, waarvan we de details nog niet kennen.

Traploos variabele mechanische compressie

Allemaal een soort improvisatie om het probleem op te lossen. Veel mooier is de traploos variabele mechanische compressie van de komende Infiniti motor. Onder vollast 8:1 met volle turbodruk, bij lage last weinig turbodruk maar 14:1 compressie. Zo daalt het rendement niet sterk, en blijft de motor in het praktisch gezien veruit meest gebruikte belastinggebied zuinig.

Met variabele compressie heel sterk, maar ook soepel en zuinig

2.0 VC-T is een hersenkraker

Het idee lijkt wel op de Franse MCE-5 motor die we in 2013 beschreven, maar waar we niets meer van hebben vernomen.

Nu nog is er alleen een beknopte aankondiging van Infiniti, waaruit nauwelijks te begrijpen valt hoe het precies werkt. De Amerikaanse website Autoblog wist het patent uit 2013 op te sporen met veel uitgebreider uitleg.

Hoge of lage compressie

Dan nog moet je niet na de werkdag eerst een biertje pakken om dan te pogen het VC-systeem te begrijpen. Het kostte ons in elk geval enig diep nadenken. Stel je voor, de zuigers staan niet op de krukas maar op hefbomen. Middenin die hefbomen zitten de krukpennen. Aan het andere uiteinde steunt zo’n hefboom op een kantelende arm.

Die kantelende arm zit weer op een excenter as. Verdraai die as een beetje, dan verplaatst een uiteinde van de kantelende arm omlaag of omhoog. Parallel daarmee verschuift dan de slag van de zuigers omhoog of omlaag, voor hoge of lage compressie.

Een armpje aan de ‘nokkenas’ in het motorcarter zorgt via een elektromotor buitenop het carter voor de verstelling.

Infiniti 2.0 VC-T Aan de inlaatzijde van de motor links onderaan de airco compressor, daarachter het oliefilter, en daar weer achter de elektromotor van de compressieverstelling.

Onder belasting verstelbaar

Dit is wat we uit het patent afleiden. Heel hard hopen we op een animatievideo bij het publieksdebuut van deze Infiniti. Die zou een stuk begrijpelijker kunnen tonen hoe al die stangen en hefbomen bewegen als de krukas draait.

In het patent worden een aantal varianten besproken voor de hefbomen waarmee de excenter as zorgt voor verplaatsing van de zuigerslag in het motorblok. Het daagt nu dat zo’n verplaatsing terwijl de motor belast draait allesbehalve makkelijk gaat.

De zuigers staan niet op de krukas

Denk aan het Gomecsys systeem, met krukaslagers in excentrische schijven. Door die schijven te verdraaien, simpel gezegd, komt de krukas hoger of lager in het blok. Ga er maar aan staan, als de motor draait en de krukas zwaar in die schijven drukt. Kost het veel kracht, om de schijven te verdraaien. En vast te houden, zodat de krukaslast ze niet meteen terugdrukt naar de laagste krukasstand.

Krachttoer bedwongen

Of denk aan Saab, dat de cilinderkop omhoog en omlaag kantelde. Houdt dat maar gasdicht, en stel je voor dat je de cilinderkop omlaag wil kantelen tegen de verbrandingsdruk in! De verstelkracht is dus het grote probleem bij compressievariatie. Een groeiend probleem, bij de hoge verbrandingsdruk als je tegenwoordig 100 kW uit een liter cilinderinhoud perst.

Elektromotor regelt het

Door de diverse krachtoverbrengingen in de hefbomen van de Infiniti motor komt het, na ongetwijfeld veel experimenten, zo uit dat de kracht op het verstelmechaniek niet groot is. Een elektromotor met reductiekast eraan kan de kracht voor verstellen en vasthouden van de excenter as leveren.

Daarom mag de Infiniti VC-T zeker een unieke prestatie heten. Behoorlijk ingewikkeld, dus vast niet echt goedkoop. Maar als vervanger voor een ook niet goedkope V6 zal dat acceptabel zijn. We zijn nu wel uiterst benieuwd naar de Mondial de l’Automobile, Parijs, 1-16 oktober.

Reageer op dit artikel