Met alle hype over hybride, elektrische en alternatieve brandstofauto's, is het gemakkelijk om te denken dat het tijdperk van de benzinemotor voorbij is. Als je auto's hebt die op waterstof rijden of die in de muur steken, kan de verbrandingsmotor ronduit passé lijken.
Maar het feit blijft dat de overgrote meerderheid van de auto's die in de Verenigde Staten worden verkocht, worden aangedreven door benzinemotoren. De dominantie van gasmotoren in de automobielmarkt zal in de nabije toekomst aanhouden. Autofabrikanten gebruiken om veel redenen benzinemotoren. Mensen zijn eraan gewend, er is een infrastructuur die hen ondersteunt en ze passen goed bij hoe de meeste Amerikanen hun auto gebruiken.
Dat wil niet zeggen dat benzinemotoren geen nadelen hebben. Ze vervuilen en zijn afhankelijk van benzine - waardoor Amerikaanse chauffeurs onderhevig zijn aan verschuivingen in brandstofprijzen. Hoewel de motor in de auto op uw oprit veel gemeen heeft met de motoren die in de vroegste auto's werden gebruikt, hebben nieuwe innovaties in motortechnologie autofabrikanten in staat gesteld om enkele van de problemen die verband houden met benzinemotoren voor auto's teniet te doen. Verbeteringen op het gebied van vermogen, brandstofverbruik en emissies zorgen ervoor dat mensen in het type auto kunnen rijden dat ze leuk vinden, terwijl ze ook minder vervuilen en minder geld uitgeven aan benzine.
Kijkend naar een aantal nieuwe technologie die het brandstofverbruik met slechts een paar mijl per gallon verbetert, lijkt misschien niet veel, maar onthoud dat met bijna alle auto's op de weg die benzinemotoren gebruiken, kleine verbeteringen een grote landelijke impact hebben. Momenteel vormen elektrische en hybride auto's slechts ongeveer 2 procent van de auto's op de weg. Door de overige 98 procent efficiënter te maken, bespaart u geld, vermindert u de afhankelijkheid van buitenlandse olie en vermindert u de vervuiling, terwijl nieuwe auto's betaalbaar en aantrekkelijk blijven voor de meeste kopers.
InhoudEen manier waarop autofabrikanten benzinemotoren updaten, is met variabele kleptiming en lift. Om te begrijpen hoe dit werkt, heb je een basiskennis nodig van hoe een automotor werkt.
In een motor gaan de kleppen open en dicht om te regelen hoe het lucht/brandstofmengsel binnenkomt en hoe de uitlaat de verbrandingskamer verlaat. Bij de meeste benzinemotoren gaan de kleppen even lang open en openen ze dezelfde afstand, ongeacht hoe hard de motor werkt. Hoe hard een motor werkt, staat bekend als de snelheid. Het motortoerental houdt niet bij hoe snel een auto over de weg rijdt. In plaats daarvan verwijst het motortoerental naar hoe snel de krukas van de motor draait. Die rotatie komt van de zuigers in de cilinders van de motor. Hoe sneller ze gaan, hoe hoger het motortoerental -- en hoe harder de motor werkt.
Stel je voor dat je heel hard aan het trainen bent. Je hebt veel brandstof nodig, in de vorm van calorieën - en veel lucht. De motor van je auto is op dezelfde manier, alleen gebruikt hij gas als brandstof in plaats van calorieën. Als je gewoon aan het wandelen bent, heb je niet zoveel calorieën en lucht nodig. Hetzelfde met je motor. Als de motorkleppen even lang en even wijd opengaan, ongeacht hoe hard de motor werkt, wordt er wat brandstof verspild. Dat komt omdat de motor dezelfde hoeveelheid brandstof en lucht krijgt, of hij nu uitrolt of een zware lading trekt.
Door de tijd en afstand dat de kleppen opengaan te variëren, krijgt de motor net genoeg brandstof en lucht voor de taak die hij momenteel uitvoert. In feite kunnen variabele kleptiming en lift een benzinemotor ongeveer 5 procent efficiënter maken [bron:U.S. Department of Energy].
Cilinderdeactivering werkt volgens hetzelfde principe als variabele kleptiming en -hoogte:een motor heeft verschillende hoeveelheden brandstof nodig voor verschillende soorten werk.
Neem bijvoorbeeld een V-8-motor. Een V-8-motor heeft acht cilinders. Wanneer de motor aan staat, werken alle acht cilinders en verbranden ze brandstof en lucht. De meeste auto's, vrachtwagens en SUV's met V-8-motoren hebben ze, want over het algemeen geldt dat hoe meer cilinders een motor heeft, hoe krachtiger deze is. Daarom zie je V-8-motoren meestal in sportwagens of zware vrachtwagens. Maar hoewel mensen van V-8-motoren houden omdat ze snel gaan en zware lasten kunnen trekken, doen de meeste mensen die dingen niet altijd.
Dat is waar cilinderdeactivering om de hoek komt kijken. Cilinderdeactivering schakelt een aantal cilinders van de motor uit wanneer ze niet nodig zijn. Dat betekent dat wanneer een auto of vrachtwagen een constante snelheid aanhoudt en niet accelereert, sommige cilinders niet in gebruik zijn. Omdat ze niet in gebruik zijn, krijgen ze ook geen gas - en dat bespaart brandstof. Cilinderdeactiveringstechnologie is de afgelopen jaren gebruikt in V-8-aangedreven auto's en vrachtwagens, maar sommige autofabrikanten beginnen het ook toe te voegen aan hun zescilindermotoren. Geschat wordt dat cilinderdeactiveringstechnologie de motorefficiëntie met 7,5 procent kan verbeteren [bron:U.S. Department of Energy].
Een andere manier waarop benzinemotoren verbeteren, is door de manier te wijzigen waarop brandstof de verbrandingskamer bereikt. In een benzinemotor gebruiken brandstof en lucht een vonk om in de verbrandingskamer te ontsteken. Maar onderzoekers hebben ontdekt dat door de brandstof te verwarmen en onder druk te zetten voordat deze in de verbrandingskamer wordt geïnjecteerd, ze de brandstof kunnen ontsteken zonder een vonk - een soort van hoe een dieselmotor werkt. Dit proces helpt het schoner en efficiënter te verbranden, waardoor de hoeveelheid brandstof die de motor nodig heeft om te werken wordt verminderd.
Een normale benzinemotor heeft een compressieverhouding van ongeveer 10 op 1 (of iets minder). Een nieuwe motor van Mazda (een die momenteel te koop is in Japan) maakt echter gebruik van deze technologie en heeft een compressieverhouding van 14 op 1. De Mazda Demio haalt een gerapporteerde 70 mijl per gallon (29,8 kilometer per liter).
Een probleem met een verhoogde compressieverhouding is dat de brandstof voortijdig kan ontbranden, wat bekend staat als motorklop. Om dat te voorkomen, spuiten systemen met directe injectie een fijne brandstofnevel rechtstreeks in de cilinder (meestal worden lucht en brandstof gemengd in de poort voordat ze het systeem binnenkomen). Dat helpt de temperatuur van de motor laag te houden en het kloppen te verminderen. Directe brandstofinjectie kan het motorrendement met 12 procent verbeteren [bron:U.S. Department of Energy].
Het lijkt misschien vreemd om te praten over turbocompressoren als manieren om het brandstofverbruik te verbeteren. Ze worden tenslotte meestal geassocieerd met high-performance auto's -- die niet bepaald bekend staan om hun brandstofverbruik.
Turboladers zijn ventilatoren die worden aangedreven door gassen uit het uitlaatsysteem van de auto. Ze laten meer samengeperste lucht in de cilinder gaan. Dat zorgt voor een hogere compressieverhouding (net als directe brandstofinjectie) en dus een efficiëntere verbranding. Zie een turbocompressor als directe injectie voor het luchtgedeelte van het lucht/brandstofmengsel van een motor.
Met een turbocompressor kunnen prestatieauto's nog meer vermogen genereren, maar door ze op een kleinere motor te plaatsen, kunnen ze hetzelfde werk doen als een grotere motor - en dat bespaart brandstof. In 2011 voegde Ford een V-6-turbomotor toe aan zijn reeks motoren voor zijn F-150-trucks. EcoBoost-motoren genoemd, ze bewijzen dat je geen V-8 in een pick-up nodig hebt. Met een turbocompressor levert de EcoBoost-motor in de F-150 2011 365 pk, een koppel van 420 pond-voet en kan hij tot 11.300 pond (5.126 kilogram) trekken. Ter vergelijking:de basis V-8 in de F-150 levert 360 pk en een koppel van 380 pond-voet. De EcoBoost V-6 in de F-150 levert niet alleen meer vermogen, maar ook een lager brandstofverbruik dan de V-8. Bij tweewielaandrijving zegt de EPA dat hij 16/22 mijl per gallon (6,8/9,4 kilometer per liter) stad/snelweg haalt, terwijl de basis V-8 15/21 mijl per gallon (6,4/8,9 kilometer per liter) haalt. stad/snelweg.
De grootste variabele in hoeveel gas een motor verbruikt, zit niet helemaal in de technologie. Het zit 'm in hoe het wordt gereden. Het is eigenlijk heel simpel:geef gas en je verbruikt meer gas dan iemand die geleidelijk versnelt. Er is een reden waarom schattingen van het brandstofverbruik altijd aangeven dat uw kilometerstand kan variëren.
Maar autobedrijven vinden manieren om chauffeurs op te leiden om efficiënter te rijden. Door de bestuurder te laten weten wanneer hij efficiënt rijdt, kan de motor meer tijd besteden aan het werken op niveaus waar de efficiëntie is geoptimaliseerd. De Kia Forte en de Honda Odyssey 2011 hebben bijvoorbeeld groene lampjes op het dashboard die aangeven wanneer er efficiënt wordt gereden. En ze zijn niet de enigen - verschillende autofabrikanten hebben vergelijkbare indicatoren voor de efficiëntie van de bestuurder. De fabrikanten hopen dat bestuurders het lampje van de efficiëntie als een soort spel beschouwen, waardoor hun algehele efficiëntie wordt verhoogd en het brandstofverbruik wordt verlaagd.
Een andere functie die veel nieuwe auto's hebben, is de eco-modus. Hoewel eco-modi gebruikelijk zijn op hybrides, beginnen autofabrikanten ze ook toe te voegen aan auto's die alleen op benzine rijden. In de meeste auto's wordt de eco-modus geactiveerd door op een knop te drukken. Dat verandert de schakelkarakteristieken van de transmissie om de motor bij lagere snelheden te laten werken. Omdat de motor niet zo hard werkt, verbruikt hij ook niet zoveel brandstof. Hoewel de eco-modus niet in alle rijsituaties werkt (het kan bijvoorbeeld voor enige vertraging op de snelweg zorgen), kan het je in de stad zeker helpen om minder gas te verbruiken.
Volg de links op de volgende pagina voor meer informatie over nieuwe benzinemotortechnologieën en andere gerelateerde onderwerpen.
