Vergeleken met andere technologieën die we elke dag gebruiken, lijkt het alsof de motoren van auto's niet echt veel zijn veranderd. De motor in een oude Ford Model T heeft veel gemeen met de motor in een Ford Fusion uit 2011, maar het is twijfelachtig of Alexander Graham Bell weet wat hij met een iPhone moet doen. Hoewel de communicatietechnologie drastisch is veranderd, gebruiken automotoren hetzelfde basisprincipe:de verbranding van lucht en brandstof om rotatiekracht te creëren en een auto te verplaatsen.
Maar terwijl dezelfde basisprincipes die de eerste automotoren aandreven nog steeds worden gebruikt, zijn moderne automotoren geëvolueerd om te voldoen aan de vermogens- en efficiëntiebehoeften van de hedendaagse chauffeurs. Zie oudere automotoren als wolven en moderne automotoren als honden. Ze delen hetzelfde erfgoed en hebben vergelijkbare kenmerken, maar de een doet het prima in alledaagse moderne situaties, terwijl de ander zich gewoon niet kan aanpassen aan het leven in een stad of buitenwijk.
Voordat we het hebben over hoe moderne automotoren verschillen van oudere, moet u de basis begrijpen van hoe een automotor werkt. In principe worden benzine en lucht ontstoken in een kamer die een cilinder wordt genoemd. In de cilinder zit een zuiger die op en neer wordt bewogen door de benzine/lucht explosie. De zuiger is bevestigd aan de krukas. Terwijl de zuiger op en neer beweegt, laat hij de krukas draaien. De krukas gaat naar de transmissie, die dat vermogen overbrengt op de wielen van de auto. Klinkt eenvoudig, toch? Met moderne motoren zijn de basisprincipes nog steeds van toepassing, maar er is veel meer om over na te denken.
InhoudUw standaard benzinemotor is niet zo efficiënt. Van alle chemische energie in benzine wordt slechts ongeveer 15 procent omgezet in de mechanische energie die de auto daadwerkelijk beweegt. De EPA zegt dat meer dan 17 procent van de energie verloren gaat als de motor stationair draait, en maar liefst 62 procent gaat verloren in de motor als gevolg van hitte en wrijving.
Moderne motoren beschikken over een aantal technologieën om ze efficiënter te maken. Directe injectietechnologie, die de brandstof en de lucht vermengt voordat ze in de cilinder worden gedaan, kan bijvoorbeeld de motorefficiëntie met 12 procent verbeteren omdat de brandstof efficiënter verbrandt [bron:U.S. Department of Energy]. Turbocompressoren, die gebruik maken van perslucht uit het uitlaatsysteem van de auto, comprimeren de lucht die wordt gebruikt in de verbrandingscyclus. De samengeperste lucht leidt tot een efficiëntere verbranding. Variabele kleptiming en cilinderuitschakeling zijn technologieën waarmee de motor alleen de brandstof kan gebruiken die hij nodig heeft, waardoor de efficiëntie toeneemt.
Er is een algemene misvatting dat efficiënte motoren motoren met een te laag vermogen zijn. Blijf lezen om te ontdekken hoe moderne motoren hun oudere tegenhangers overtreffen.
Mensen maken zich nu meer zorgen over het brandstofverbruik dan toen auto's nieuw waren, maar ze zijn ook meer bezig met het motorvermogen. De eerste auto's hadden immers alleen paarden om bij te blijven. Nu worden auto's op snelwegen gereden. Moderne auto's zijn ook een stuk zwaarder dan vroege auto's, omdat ze vol zitten met veiligheidsvoorzieningen en accessoires. De automotoren van vandaag hebben veel meer werk te doen. Ze dragen zwaardere lasten met hogere snelheden.
Zelfs met hun verhoogde efficiëntie zijn de motoren van vandaag krachtiger dan hun voorgangers - zelfs in vergelijking met motoren die slechts een paar jaar oud zijn. In 1983 had de Chevrolet Malibu een 3,8-liter V-6-motor die 110 pk leverde. In 2005 had hij een 2,2-liter inline viercilinder die 144 pk leverde. De Malibu uit 2011 heeft een basis 2,4-liter viercilinder die 169 pk levert. Kopers kunnen ook een 3,6-liter V-6 krijgen die 252 pk levert. Hoewel de V-6 op de Malibu van 2011 kleiner is dan de V-6 die op het model uit 1983 werd aangeboden, levert hij 146 pk meer. Zelfs de huidige viercilindermotor van de Malibu levert 59 pk meer dan de V-6 van het 1983-model.
Aangezien moderne motoren meer vermogen leveren dan oudere motoren, zou je verwachten dat ze groter zijn. Maar als je kijkt naar het voorbeeld van de Chevrolet Malibu die we op de vorige pagina hebben gebruikt, zul je merken dat terwijl het motorvermogen toenam, het motorvermogen afnam.
De ongelooflijk krimpende motor in de auto's van vandaag kan worden toegeschreven aan een verbeterde efficiëntie. Autofabrikanten hebben geleerd dat je de motor niet groter hoeft te maken om aan de wensen van de stroomverbruiker te voldoen. Je moet de motor alleen slimmer laten werken. Dezelfde technologie die moderne motoren helpt efficiënter te werken, betekent ook dat moderne motoren meer vermogen kunnen leveren zonder een groter pakket nodig te hebben.
Het beste voorbeeld hiervan zijn de vrachtwagens van de Ford F-serie. Lange tijd de bestverkochte vrachtwagen (en vaak het bestverkochte voertuig, periode) in Amerika, de Ford F-150 uit 2011 is een schoolvoorbeeld van een kleinere motor die hetzelfde werk doet als een grotere. De 2011 F-150 heeft een optionele 3,5-liter V-6-motor die 365 pk levert. De beschikbare 5,0-liter V-8 levert 360 pk. Als vuistregel geldt dat een grotere motor nog steeds meer vermogen levert dan een kleinere. De F-150 heeft een beschikbare 6,2-liter V-8 die 411 pk levert, wat de 3,5-liter V-6 vrijwel uit het water blaast. Maar het feit dat een V-6-motor qua vermogen kan wedijveren met een kleinere V-8, is behoorlijk indrukwekkend. Aangezien consumenten vragen om een lager brandstofverbruik, kunt u verwachten dat kleinere motoren het werk zullen doen dat ooit was voorbehouden aan monsterlijke V-8's.
Een groot verschil tussen moderne automotoren en oudere automotoren is dat moderne automotoren niet zo hard werken. In een oude V-8-motor schoten alle acht cilinders, ongeacht of de auto stationair draaide of zo snel mogelijk accelereerde. Bovendien kregen alle acht cilinders dezelfde hoeveelheid brandstof, ongeacht hoeveel werk de motor op dat moment deed.
De motoren van vandaag hebben technologie waardoor ze slimmer werken. Cilinderdeactivering is een systeem dat ervoor zorgt dat sommige cilinders in een motor worden uitgeschakeld wanneer ze niet nodig zijn, zoals wanneer de auto stationair draait of kruist. Wanneer er meer kracht nodig is, worden die cilinders "wakker" en helpen ze. Cilinderdeactivering helpt motoren efficiënter te werken, omdat het betekent dat de motor alleen de brandstof gebruikt die hij nodig heeft en alleen de inspanning die nodig is voor de klus verlengt.
Variabele kleptiming en lift is een andere technologie die moderne motoren helpt slimmer te werken. Zonder dit systeem gaan de kleppen van de motor even lang en over dezelfde afstand open, hoe hard de motor ook werkt. Dat scheelt brandstof. Met variabele kleptiming en lift zijn de klepopeningen geoptimaliseerd voor het soort werk dat de motor doet. Dat helpt de motor minder brandstof te verbruiken en slimmer te werken.
Moderne motoren hebben veel technologie die helpt om minder brandstof te verbruiken en tegelijkertijd meer vermogen te leveren dan oudere motoren, maar ze hebben nog één ding dat oudere motoren gewoon niet hadden:partners.
De automotoren van vandaag zijn niet alleen geavanceerde technologische prestaties, ze werken ook samen met andere hightechcomponenten die hen helpen hun werk beter te doen. Een transmissie met vier of vijf versnellingen was vroeger hypermodern, maar de motoren van vandaag zijn gekoppeld aan transmissies met zeven en zelfs acht versnellingen. Hoe meer snelheden een transmissie heeft, hoe beter deze in staat is om aan te sluiten op het motorvermogen, waardoor de hele aandrijflijn efficiënter werkt. Of, als acht snelheden niet genoeg zijn, worden moderne motoren gecombineerd met continu variabele transmissies (CVT's). CVT's hebben een oneindig aantal overbrengingsverhoudingen, waardoor ze het motorvermogen op de meest efficiënte manier op de wielen kunnen overbrengen.
In hybride auto's krijgen moderne motoren hulp van elektromotoren die worden aangedreven door batterijpakketten. Hoewel de elektromotor de auto bij lage snelheden kan aandrijven of accessoires kan laten draaien wanneer de auto stilstaat, kan hij ook ingrijpen om extra vermogen te genereren wanneer dat nodig is, zoals wanneer een auto hard accelereert. Met een elektromotor als back-up kan de motor van de auto wat kleiner en minder krachtig zijn, wat brandstof bespaart. In sommige gevallen combineren autofabrikanten echter elektrische motoren met grote, krachtige motoren voor een prestatiestoot.
Volg de links op de volgende pagina voor meer informatie over moderne automotoren en andere gerelateerde onderwerpen.
