Toerental diesel vs. benzine

Waarom is het maximum toerental van een dieselmotor lager dan dat van een benzinemotor?

Het toerental van de diesel motor wordt vooral gelimiteerd door de zwaarde constructie van diesel motoren. De krachten die optreden in een diesel motor zijn ook veel groter. De kracht die een diesel levert is ook groter, door dit princiepe, en is het benodigde toerental notmaal ook lager.Lees meer.

Het primaire verschil tussen diesel en benzine motoren is de ontsteking. De benzine motor heeft een duwtje nodig in de vorm van een ontsteking, en de diesel onsteekt doordat de kritiche druk van het mengsel is bereikte en dan ontploft.

Wanneer je naar de vermogens opbouw kijkt ligt het maximaal koppel ( zeg maar sterkste punt van de moter ) van een diesel op een lager toerental dan bij een benzine moter. Een benzine moter wordt ( tot op een bepaald punt ) steeds sterker naarmate je hoger in de toeren komt. ( dus harder trekken )

De ontwikkeling van de benzine moter ( waardoor die sterker en schooner werd ) ligt grotendeels in de inspuiting. Vroeger werd er gebruik gemaakt van een carburateur, door de vacuum ( wanneer een zuiger naar beneden gaat ) trekt de moter door de carburateur benzine mee het blok in. Door die benzine er onder druk in te spuiten ( of zelfs nog grotere druk bij Turbo ) wordt er meer benzine verbrandt wat resulteert in meer energie.

Toen de diesel motoren ( voor de auto fabrikanten )interessant werden zijn ze ook hier de inspuiting gaan pefectioneren. Wat resulteert in sterkere en schonere diesel motoren. Een ander voorbeeld van een ontwikkeling die de diesels hebben doorgemaakt is het gebruik van een intercooler. Door de verbandingsgassen af te koelen, stromen ze sneller weg en hoeft de moter bij z’n uitlaatslag niet zo hard drukken richting de uitlaat.

Wanneer je veel rijdt en lange stukken rijdt is diesel absoluut een aanrader. Wil je juist korte stukken rijden, en wil je veel vermogen ter beschikking hebben op hogetoeren tallen kies dan voor benzine. Ik heb nu 160000 km in een VW Passat gereden met een 1.9 Tdi en zou niet meer anders willen.

Iedereen heeft het over common rail diesel motoren, de nieuwe diesel motoren van Volkswagen echter zijn direct ingespoten. En in mijn ogen technisch beter. Door de druk pas enkele centimeters voor de verbrandingskamer op te voeren( elke cylinder afzonderlijk ) , is er weinig verlies en reageert de moter erg snel. Bij Common rail wordt de druk al eerder opgevoerd en voor alle cylinders te gelijk, wat dus over een rail verdeelt wordt naar alle 4 of 6 cylinders.

De evolutie van de dieseltechniek kort geschetst:

Indirecte injectie
Bij de klassieke dieselmotor werd met een indirecte inspuiting gewerkt. De brandstof wordt niet rechtstreeks in de verbrandingsruimte (cilinder) gespoten, maar in een ruimte die gedeeltelijk afgescheiden is van de verbrandingsruimte. De verbinding van deze inspuitruimte met de feitelijke verbrandingsruimte gebeurt via een dun verbindingskanaal. Energieverlies is een nadeel dat zich vertaalt in een hoger verbruik en dus ook meer uitstoot.

Directe injectie
De brandstof wordt rechtstreeks ge?njecteerd in de cilinder. Een aangepaste zuigervorm zorgt voor een betere vermenging van lucht en brandstof en dus een optimale verbranding. Dergelijke motor werkt gemiddeld 15% zuiniger. De inspuitdruk varieert van 120 tot 800 bar.


Het opvoeren van de inspuitdruk en een stapsgewijze verbranding
De volgende stap is dat de directe injectie wordt aangevuld met
2 technologische hoogstandjes:

1. De verhoging van de inspuitdruk waardoor de brandstof beter vernevelt bij injectie (fijnere brandstof deeltjes vermengen zich gemakkelijker met lucht). Resultaat is een betere verbranding en een hoger rendement.

2. Een trapsgewijze verbranding (een voor- en hoofdverbranding)
optimaliseert de verbranding en het rendement, ?n reduceert
het lawaai en de trillingen van de motor.

Bij de hogedruk inspuitsystemen loopt deze druk op tot 2000 bar.

Hiervoor bestaat de keuze uit 3 hogedrukinspuitsystemen: VR pomp, common rail of pompverstuiver.

Het resultaat is dat qua prestaties en comfort de dieselmotor niet meer onderdoet voor de benzinemotor: geen hinderlijke vibraties meer in het interieur, een laag geluidsniveau, voldoende vermogen voor veilige hernemingen en inhaalmanoeuvres. Dit gaat gepaard met een lagere brandstofconsumptie in vergelijking met een gelijkwaardige
uitvoering in benzine.

Niettegenstaande deze positieve evolutie kampt de dieselmotor nog met de uitstoot van stofpartikels en stikstofoxide. De NOx-katalysator en de roetfilter zullen in de toekomst deze uitstoot verder moeten terugdringen.


VR-pomp
Het is de injectiepomp die zorgt voor de opbouw van de hoge druk en de verdeling van de brandstof naar de verschillende cilinders. Dit systeem werkt met hydraulisch-mechanische verstuivers.

Beperking aan dit systeem:
– De inspuitdruk, de brandstofhoeveelheid en het inspuitmoment zijn nog steeds afhankelijk van het motortoerental.

– De verstuivers werken nog steeds mechanisch hetgeen de effici?ntie nog beperkt

Inspuitdruk : 1350 – 1650 bar


Common rail inspuiting en pompverstuivers

Technische specificaties van beide systemen:

– De inspuitdruk is niet meer afhankelijk van het motortoerental.
– De brandstofhoeveelheid en het inspuitmoment worden elektronisch geregeld.
– In plaats van mechanische verstuivers komen er elektronisch gestuurde verstuivers die effici?nter zijn.
– Inspuitdruk : bij common rail tot 1350 bar – bij pompverstuiver tot circa 2000 bar


Voordeel van common-rail en pompverstuiver:

– De timing van de inspuiting is haarfijn en het juiste brandstofmengsel wordt nauwkeurig afgestemd op de specifieke bedrijfsomstandigheden.
– Minder verbruik en dus CO2 uitstoot vermindert (tot 20%)
– Door na-inspuiting bekomt men een reductie van NOx bij de common-rail.

Nadeel van common-rail en pompverstuiver:

– De zeer hoge druk die door een hogedruk pomp wordt opgeroepen. De spelingen zijn dus zeer klein geworden. De kwaliteit van de brandstof is dus zeer belangrijk.

Bij het common-rail systeem speelt de elektronica een dominante
rol. De brandstof wordt onder hoge druk bewaard in ??n gemeenschappelijke rail die via de hogedrukleidingen naar de injectoren gaat. Deze openen zich op commando van de elektronische sturing (ECU).

De computergestuurde technologie maakt dus de totale controle van het inspuitingsmoment mogelijk, en een betere afstemming op andere factoren zoals o.a. motortemperatuur, het toerental. Dit gebeurt in functie van de werkelijke bedrijfsomstandigheden.

Bij common rail is er een inspuiting in verschillende stappen. De voorinspuiting injecteert een kleine hoeveelheid brandstof die snel ontbrandt. Een fractie later volgt de hoofdinspuiting die wordt ‘aangestoken’ door de ‘vooringespoten’ diesel. Hoe preciezer men deze voorinspuiting kan timen en doseren, des te zachter draait de motor.

Pompverstuivers hebben eenzelfde effect maar werken volgens een ander principe. Voor elke cilinder is er een eenheid voorzien die bestaat uit een pomp en een injectiegedeelte: 1 pompverstuiver per cylinder (uitsluitend bij VAG). De aandrijving van de eenheid gebeurt via de nokkenas van de motor. Op deze nokkenas is een extra nok voorzien voor de aandrijving van de pompen.

Er zijn al eerdere stukken op NW.nl over diesel uitgebracht, gebruik de zoek optie bovenaan de site.