Het zal nog enkele jaren duren voordat alle auto’s op de Duitse, Europese en wereldwijde wegen CO2-vrij zijn. Het duurt minstens tot 2040 voordat vrijwel alle benzine- en dieselauto’s van de weg zijn verdwenen. Zelfs als er vanaf 2025 geen nieuwe auto’s met een verbrandingsmotor meer mogen worden verkocht. Om de CO2-emissiedoelstellingen voor het wagenpark in 2030 te halen, moeten voertuigen met een verbrandingsmotor dus ook aanzienlijk energiezuiniger moeten.
In het Onderzoeksinstituut verbrandingsmotoren (FVV), hebben wetenschappers onderzocht ‘hoe ver het rendement van benzinemotoren kan worden verhoogd met behulp van verschillende technologiecombinaties’.
In alle onderzochte aandrijvingen werd de verbrandingsmotor echter aangevuld met een elektrische aandrijving. Vooral in het stadsverkeer. “We hebben echter alle tests en simulaties zo ontworpen, dat er aan het einde van de reis nog steeds evenveel stroom in de accu zit als aan het begin”, legt Prof. Dr.-Ing. Christian Beidl van de TU Darmstadt, uit. “Dit maakt het mogelijk om precies te observeren hoe het rendement verandert als gevolg van verschillende maatregelen die op de motor zijn genomen.”
Strikte randvoorwaarden
Aan het begin van het project, dat ongeveer twee en een half jaar duurde, hadden de onderzoekers bepaald welke technische veranderingen het rendement van een motor aanzienlijk konden verhogen. Die moesten echter aan twee voorwaarden voldoen: Ten eerste moesten het ‘volwassen technologieën’ zijn die een realistische kans hadden om vóór 2030 in serieproductie te worden geïntroduceerd. Ten tweede dienden niet afzonderlijke technologieën te worden onderzocht, maar een combinatie daarvan.
Peter Eilts van de Technische Universiteit van Braunschweig legt uit: “Het is niet mogelijk om simpelweg individuele technische toepassingen bij elkaar op te tellen. Op die manier wordt er geen rekening gehouden met de interacties tussen de technologieën.”Dus werden combinaties van variabele compressie en flexibele kleptiming, uitlaatgasrecirculatie, ontsteking, inspuiting en ook het ontwerp van de motor als lange-slagmotor onderzocht.
Tot slot hebben de onderzoekers het brandstofverbruik in verschillende hybride voertuigen bepaald op basis van de verkregen test- en rekenresultaten. En niet alleen een verbruik “voor de officiële verbruiksgegevens in de betreffende testcyclus”, maar ook in het echte wegverkeer. Hiervoor hebben ze een rijprofiel geselecteerd dat voldoet aan de eisen van de zogenaamde RDE-tests (“Real Driving Emissions”).
Efficiëntie neemt tot meer dan 40 procent toe
De resultaten van het onderzoek zijn relevant voor de discussie over de voordelen van e-brandstoffen, benadrukt Bargende. “In veel analyses wordt uitgegaan van een maximaal rendement van 25 procent voor de verbrandingsmotor. Uiteindelijk hebben de onderzoekers ook het potentieel van een “lean engine operation” onderzocht. “Daaruit is gebleken dat een efficiëntie van 50 procent binnen handbereik is”, zegt prof. dr.-ing. Michael Bargende van de Universiteit Stuttgart.
Het onderzoek toont nu aan dat met een geschikt aandrijfconcept voor de motor, de transmissie en de hybride componenten, een efficiency van meer dan 40 procent kan worden bereikt in het echte verkeer”, legt de Bargende uit. “Aangedreven door synthetische brandstoffen zijn hybride motoren dus niet alleen klimaatneutraal. Ze verschillen op dat vlak ook nauwelijks van de aandrijvingsalternatieven. Vooral als de synthetische brandstoffen worden geproduceerd op locaties met aanzienlijk meer zon- of windbelasting dan in Duitsland mogelijk is”.
Ook interessant: Deense auto rijdt 80 kilometer op Wageningse biobutanol, een brandstof uit zeewier
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
