Zuinig toeren bij 220

(2015-04)
De efficiency van de verbrandingsmotor is een geliefd gespreksonderwerp, vooral sinds de opkomst van de elektrische auto. Cijfers zijn echter vrijwel nergens zichtbaar, behalve soms in de wat minder toegankelijke vakliteratuur. Het is bekend dat de verbrandingsmotor, zeker in vergelijking met de elektrische auto bij gebruik in de stad op het gebied van efficiency slecht scoort. Bij autotesten en in reclame-uitingen wordt alleen het aantal gram CO₂-uitstoot per kilometer weergegeven. Dit zegt bijzonder weinig over de efficiency van een motor. De efficiency van een motor geeft aan hoeveel energie erin gaat en hoeveel energie geleverd wordt aan de krukas. De energie die erin gaat kan gemeten worden via het brandstofverbruik. Wat eruit komt wordt gemeten in vermogen.  Voor een precieze meting, moet de auto bij voorkeur een constante snelheid hebben.

Een alternatief is het meten hoeveel gram per kiloWatt-uur de motor verbruikt. Dit wordt weergegeven in het zogenaamde ei-diagram waarbij het specifiek brandstofverbruik als functie van de gemiddelde effectieve druk en het toerental wordt getoond (voorbeeld Audi A6 3.0 TFSI).

Van oorsprong is de verbrandingsmotor een stationaire motor, hetgeen wil zeggen dat deze alleen goed functioneert bij een bepaald toerental en belasting. Naast absolute efficiency-verbetering mikken autofabrikanten momenteel vooral op het breder maken van het gunstige toerengebied. Dat doen ze door, hetgeen ik noem de variabilisering van de motor. Dit wordt gedaan door een variabele kleppentrein, – compressoren en – compressieverhouding (vanaf ca. 2017) etc., etc. Ik heb de proef op de som genomen en de efficiency van een oude motor, d.w.z. een motor die nog niet ‘gevariabiliseerd’ is vergeleken met een moderne motor.

De ‘oude’ motor zit in een Lamborghini Miura P400 uit 1968. Een 3929 cc V12 met 4 maal 3-voudige Weber carburateurs, een sterk overvierkante motor (82 x 62) en twee dubbele nokkenassen met steile nokken die voor een behoorlijke klepoverlap zorgen. Max. vermogen: 350 DIN-PK bij 7000 omw./min en een maximum koppel dat bereikt wordt bij 5000 omw./min. Kortom een motor die ontworpen is om bij een hoog toerental te pieken. De ‘moderne’ motor zit in een Audi A6, 3.0 TFSI uit 2009 met 290 DIN PK bij 4850 omw./min. Bij de Lamborghini is het verbruik tussen 60 en 240 km/u beschikbaar.

Van de Audi motor is het ei-diagram beschikbaar. Resultaat: de piekefficiency van de Audi ligt zo’n 35% hoger. Echter bij deellast is het verschil veel groter. Diesels zijn nog iets efficiënter, de Audi 4,2 TDI uit 2007 scoort maximaal 39,3 %. Huidige dieselmotoren pieken boven 40%. Het valt te verwachten dat bij stadsgebruik, zonder start-stop systeem, geen cilinderafschakeling en geen terugwinning van remenergie etc., het rendement van de Audi onder de 20% zakt.

Kortom, veel auto’s worden ontworpen voor een optimaal gebruiksgebied dat in de praktijk niet gehaald wordt, behalve af en toe bij fel accelereren. Bovenvermelde auto’s voldoen het beste op een lege snelweg in Duitsland.

Bronnen: Archief NCAD
Auto Motor & Techniek 2007 januari
Auto Motor & Techniek 2009 december
Quattroruote 1968 november