Attachment-002 2008 6 20 Milieu
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
© WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional Foto’s/Tekeningen: GM MILIEU Aandrijfstrategie voor vandaag, morgen en overmorgen GM ziet toekomst voor verbrandingsmotor Aandrijftechniek in beweging Eerst de aloude verbrandingsmotor verder perfectioneren. Ondertussen experimente- ren met hybrides, alternatieve brandstof en overschakelen naar elektrische aandrij- ving. Daarna, als het ooit zover komt, waterstof en de brandstofcel. Zo ongeveer ziet de aandrijfstrategie voor de toekomst van iedere autofabrikant er uit. GM gaf ons een nauwkeuriger kijkje in de aandrijfkeuken. Het hoofdkantoor van GM PowerTrain Europe we in 2009 in onder meer de Opel Insignia mo- Hybridisering zet door staat in Turijn. Een erfenisje uit het recente, gen verwachten. Een tweede bewijs is de ‘closed Gelijktijdig werkt GM aan de elektrificatie van bijna gezamenlijke, verleden met Fiat. Dat merk loop’ 2.9 V6 diesel die volgend jaar in de Cadillac de aandrijving. De meest eenvoudige oplossing heeft een naam hoog te houden op motorenge- CTS verschijnt. is BAS, de Belt Alternator Starter. Veel com- bied. Denk aan de MultiJet-diesels en de T-Jet ge- Met ingrediënten uit beide motoren werken de plexer is de two-mode hybrid. De oorsprong downsizede benzinemotoren. ontwikkelaars van GMPT Europe verder aan een daarvan ligt overigens niet in Turijn, maar in Het lijkt erop dat GM aardig wat kennis heeft toekomstige HCCI-motor. Een 2.2 liter prototype Troy Michigan. GM deelt daar een Hybrid opgepikt bij de buren. Het eerste bewijs daarvoor van zo’n ‘Homogenous Charge Compression In- Development Center met Mercedes Benz, Chrys- is de gedownsizede 1.4 turbobenzinemotor die jection-motor’ konden we al aan de tand voelen. ler en BMW. Onder het motto: ‘begin daar waar het meest te halen is’, hybridiseert GM nu zijn reusachtige Chevrolet Tahoe met die two-mode hybrid. De volgende stap in de hybridisering is de E-REV Chevrolet Volt. In die toekomstauto is de ver- brandingsmotor gedegradeerd tot ‘range exten- der’. Dat is een veredelde reservetank voor de elektrische aandrijving. Na deze prepensioenfase voor de verbrandings- motor ziet GM de automobilist in de verre toe- komst overstappen op de brandstofcelauto. Alhoewel, als we de HydroGen4 vergelijken met zijn vijf jaar oudere voorganger HydroGen3, valt op dat de vorderingen gering zijn. Het lijkt er op dat GM zijn kostbare ontwikkelingscapaciteit voorlopig toch maar liever inzet op het perfecti- oneren en hybridiseren van die aloude verbran- dingsmotor. G Erwin den Hoed Hybridisering is een speerpunt in GM’s aandrijfstrategie voor de toekomst. Na de V8 Chevrolet Tahoe krijgt volgend jaar ook de V6 Saturn Vue het geavan- ceerde two-mode hybrid-systeem. Daarna volgen de viercilinders. 1 © WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional Gerightsizede 1.4 Turbo spoelt met lucht Een kwart minder cilinderinhoud is goed voor 15% minder ver- bruik bij gelijkblijvende presta- ties. Fiat, met zijn T-Jet-motoren, en Volkswagen, met zijn TFSI’s, weten dat al lang. GM heeft het nu ook door en komt in 2009 met een ‘gerightsizede’ 1.4 turbo voor de Opel Insignia. De cijfers zien er goed uit. Maxi- mum vermogen: 120 of 140 pk, maximum koppel: 170 of 200 Nm. Vrijwel al dat koppel is al be- schikbaar bij 1500 t/min. Welk ‘substitute for cubic inches’ heb- ben de GM-ingenieurs gevonden om al bij laag toerental zoveel kracht uit zo’n bescheiden motor- tje te halen? De techniek die GM Turbo, 200 bar DI-injectiesysteem en ren toepassen. Die motoren daarvoor gebruikt heet: ‘low verstelbare nokkenassen maken low draaien bij lage en matige belas- beperk je de pompverliezen door speed scavenging’. Dat is spoelen speed scavenging mogelijk. Verder: ting op een arm mengsel. Dat al bij lage motorbelasting met re- met lucht bij laag toerental. Doel thermomanagement, vloeistof- doen ze door met meerdere in- latief hoge effectieve drukken te is echt alle verbrandingsgassen stroomgestuurde oliepomp en ver- jecties een gelaagd mengsel op werken. Straalgeleide injectie en de verbrandingsruimte uit te krij- sterkte krukas en drijfstangen. te bouwen. Bij de bougie is het downsizen zijn dus twee technie- gen en meer verse lucht er in. rijk genoeg om te ontsteken, ver- ken om dezelfde verliezen te be- Drie elementen helpen bij die derop in de verbrandingskamer perken. Als je ze allebei tegelijk low speed scavenging. Allereerst de katalysator als het milieu niet wordt het steeds armer. toepast heb je slechts beperkte de variabele timing van beide blij mee. Ondanks de centrale bougie en synergie”. nokkenassen. Spoelen vraagt om Bij lagere belasting sluiten de in- injector kiest GM niet voor de ge- Bovendien: “Straalgeleide injec- een grote klepoverlap. Dus slui- laatkleppen juist laat. Daardoor laagdmengseltechniek op deze tie met een arm mengsel maakt ten de uitlaatkleppen laat en zuigt de motor minder hard en motor: “Straalgeleide injectie be- NOx-reductie in de uitlaat nodig. openen de inlaatkleppen vroeg kan de gasklep verder open. Dat perkt de pompverliezen bij lage En dat maakt de kosten groter als het toerental laag en de be- maakt het motortje zuiniger. Zo motorbelasting. Bij downsizing dan de baten”. G lasting hoog is. presteert de 1.4 turbo beter dan Het tweede element is de turbo. de huidige ongeblazen 1.8 en Die zorgt voor voldoende inlaat- vraagt hij toch tussen de 7 en druk om te voorkomen dat de 10% minder brandstof. HCCI: lean burn uitlaatgassen tijdens de klepover- lap de inlaatkant kiezen. Het Geen straalgeleide injectie zonder NO derde element is directe injectie. De brandstof komt onder een x Bij indirecte injectie zou er im- druk van maximaal 200 bar uit de GM heeft niet voor niets de moei- mengsel, zonder het nadeel van mers geen lucht, maar mengsel centraal in de cilinderkop ge- te genomen om in de schaarse een dure NOx-reductie-installatie doorspoelen. En daar zijn zowel plaatste injectoren. Zo’n centrale ruimte tussen kleppen en bougie in de uitlaat. In een gedownsi- injector met vlak daarnaast de van zijn 1.4 turbo nog een plekje zede motor met HCCI ziet GM bougie doet denken aan de te zoeken voor de injector. De wel toekomst. Let op de centrale plaatsing van bou- straalgeleide injectie, zoals BMW reden: “Dankzij die centrale Voorlopig echter, is er alleen nog gie en injector. Die kennen we van de en Mercedes die in enkele moto- plaatsing is de cilinderkop van de maar een 2.2 liter prototype. straalgeleide injectie. Slaat GM die 1.4 turbo voorbereid op HCCI”. Vanaf stationair toerental tot stap over om direct voor HCCI te zo’n 3000 t/min loopt de motor gaan? Bij het Homogeneous Charge volgens het HCCI-proces. Tenmin- Compression Ignition-proces ste, als de belasting niet te hoog wordt een arm homogeen meng- is. Als bij 1000 t/min meer dan sel ontstoken, zonder dat er een 45% motorbelasting gevraagd bougie aan te pas komt. Zonder wordt, schakelt de motor over op bougie namelijk geen vlamfront, de gewone λ =1 verbranding met en zonder vlamfront geen NOx. bougieontsteking. Bij 3000 t/min Zo’n HCCI-motor biedt dus het is het armmengselfeest al over als verbruiksvoordeel van een mager het gaspedaal voor meer dan een © WWW.AMT.NL - Dé internetsite voor de Automotive Professional 2 MILIEU Aandrijfstrategie voor vandaag, morgen en overmorgen Bougie-ontsteking (links) geeft een vlamfront. De temperaturen in dat vlam- front zijn zo hoog dat NOx wordt gevormd. Bij een stoïchiometrische lucht- brandstofverhouding is dat geen probleem. De driewegkatalysator reduceert λ dan vrijwel de gehele NOx-productie. Is het mengsel arm ( >1), dan is de NOx- productie veel groter en doet bovendien de driewegkat zijn werk niet. Daarom is dan een aanvullend NOx-reductiesysteem in de uitlaat nodig. De bougie- en dus vlamfrontloze HCCI-verbranding (rechts), staat wel een arm mengsel toe zonder dat NOx gevormd wordt. Dat maakt een HCCI-motor zo schoon als een λ=1 ottomotor en zo zuinig als een diesel. kwart wordt ingetrapt. Met een nog meer werk aan de winkel: combineert downsizing en HCCI juiste moment een temperatuur fluwelen rechtervoet is de motor “Het HCCI-gebied moet groter”. met een dubbele turbo en varia- en druk waarbij het uit zichzelf zo tot 100 km/h in de HCCI-mode Hoe? “Een turbo kan helpen, bele compressieverhouding. ontbrandt. In plaats van de bou- te houden. maar dan is ook een variabele gies gebruikt het motormanage- Tijdens een proefrit zijn de over- compressieverhouding nodig.” Hoe werkt HCCI? ment in de GM-variant drie gangen van en naar het HCCI-ge- Goh, blijkbaar is Mercedes op de In een HCCI-motor bereikt het andere instrumenten om het ont- bied sterk voelbaar. “Daar wer- goede weg met zijn DiesOtto. homogene brandstof-lucht-uit- stekingsmoment te regelen. Met ken we aan”, zegt GM. En er is Die motor van conceptcar F700 laatgasmengsel op precies het de variabele kleptiming en de kleplift in twee standen regelt het systeem de hoeveelheden lucht en uitlaatgas in de verbran- dingskamer. Via de injectoren, die meervoudig inspuiten, regelt het systeem de hoeveelheid brandstof. Druksensoren in de ci- linderkop melden terug of alles volgens plan loopt. Wanneer we zo’n HCCI-motor in de showroom tegenkomen kan of wil GM nog niet zeggen. Maar drukmeting in de cilinderkop is vanaf begin 2009 te koop. Dan namelijk begint de levering van de Cadillac CTS met V6 2.9 Closed Loop-motor. G “More miles, less fuel”, heel mooi, maar voorlopig alleen als prototype in deze Vectra. Closed loop diesel moet beter Al in AMT maart 2007 berichtten we u over de Cadillac CTS Closed Loop V6 diesel met druk- dingsproces in een motor volgt een specifiek sensoren in de gloeibougies. “Dankzij die druksensoren”, zo zei GM toen, “laten we de diesel pad door het Kamimoto Bae-diagram.