Motorsymposium Wenen - De toekomst van de verbrandingsmotor

Europa moet voldoen aan klimaatdoelen. Volgend jaar al. Gaat niet lukken, maar we proberen het.. In 2030 moet de CO₂-uitstoot gehalveerd. Vanaf 2035 mogen er wellicht geen auto’s met verbrandingsmotor meer worden gemaakt. Auto’s moeten sinds september 2014 voldoen aan de Euro 6 normen. Er komen rond 2024 wellicht strengere Euro 7 normen. Motorfietsen moeten vanaf 2020-2021 voldoen aan de Euro 5 normen. Frank Welsch van VW: "Het doel van politici is niet CO₂ beperking, maar het invoeren van elektrisch rijden. Het gaat om symboolpolitiekHet lijkt er dus op dat motorfietsen een tikje achterlopen op dat gebied. Dat valt mee, Euro 5 voor tweewielers is bijna gelijk aan Euro 6 voor auto’s: CO: 1,0 gram/km (was 1,14), HC: 0,10 g/km (was 0,17), NOx: 0,06 g/km (was 0,09) en partikels (was geen eis voor) 0.045 ppm (parts per mille; deeltjes per duizend). Alleen voor roetuitstoot is Euro 6 - auto strenger met 0,005 ppm. Dan is er nog een eis voor auto’s:  dat is dat het hele wagenpark van een fabrikant vanaf 2021 gemiddeld maar 95 gram CO₂ per km mag uitstoten. Die eis geldt voor motorfietsfabrikanten niet. Daarom concentreren die zich nu nog op een tot zinloze proporties geëscaleerde wapenwedloop van pk’s, terwijl brandstofverbruik nauwelijks een speerpunt is. De vraag is hoe lang ze zich dat nog kunnen veroorloven. 

Elektrisch of niet?

Een andere vraag is of motorfietsen na 2035 nog wel een verbrandingsmotor mogen hebben. Als het aan de autofabrikanten ligt blijft de verbrandingsmotor nog lang bestaan: “Het doel van politici is niet CO₂ beperking, maar het invoeren van elektrisch rijden. Het gaat om symboolpolitiek”, aldus Frank Welsch van VW. “Het is de bedoeling dat we in 2050 alle energie uit hernieuwbare bronnen halen. Maar of batterijen voor alle toepassingen de beste energiedrager is, is de vraag. Je kunt met elektriciteit ook vloeibare brandstoffen maken, die de verbrandingsmotor duurzaam maken, met van “well to wheel” wellicht een beter rendement. Zeker omdat verbrandingsmotoren nog veel zuiniger kunnen, rendementen van 55% zijn mogelijk, zeker met elektrificatie en hybridisatie.” 

Twee maten

Ook Günter Graidl van AVL List is kritisch over de politiek: “De wetgeving meet met twee maten. Het verwaarloost de CO₂ die bij het genereren van elektriciteit vrijkomt. Dat is erop gericht de BEV (Battery Electrical Vehicle) in de markt te drukken, of het nu zinvol is of niet. Het fabriceren van lithium-accu’s levert veel CO₂ op en het opwekken van “fossiele” elektriciteit geeft 340 g
Piaggio had in 2010 al de MP3 Hybrid, maar toen was milieu nog geen heet hangijzer voor politici

De scooter was dan ook geen lang leven beschoren, maar verwacht zoiets in de toekomst maar weer terug CO₂ per kWh uit, met transport erbij 428. Zolang onze elektriciteit niet uit duurzame bronnen komt, zorgt elektrisch rijden tot een verhoging van de CO₂-uitstoot. Op de korte termijn zal CO₂-reductie dus moeten komen van zuinigere verbrandingsmotoren.” 

Schonere benzinemotoren

Automotoren moeten dus schoner en zuiniger. De roetuitstoot moet omlaag, iets waar motorfietsen vanaf volgend jaar dus ook mee te maken krijgen. Nu verschillen de injectiesystemen van motoren van die bij auto’s. Bij motorfietsen wordt de benzine in het inlaatspruitstuk gespoten. Bij auto’s wordt de benzine tegenwoordig meestal vaak direct in de cilinders geïnjecteerd. De verdampende benzine koelt het mengsel, waardoor NOx-uitstoot daalt. Dat zorgt er wel voor dat benzine minder tijd krijgt om te verdampen. Daardoor verbrandt ze niet volledig. Dat geeft roetvorming. Autofabrikanten lieten in Wenen zien dat ze allemaal bezig zijn met benzine-partikelfilters. Het is niet ondenkbaar dat motorfietsen dus over een half tot anderhalf jaar (!) ook directe inspuiting en een partikelfilter krijgen. Daarbij zal er ook worden gekeken naar de manieren, waarop de auto-industrie de emissies omlaag probeert te halen. Zo probeert de universiteit Wenen de koudstartemissies te verminderen Katalysator zo dicht mogelijk bij de cilinderkop, om sneller op te warmendoor de brandstof bij directe injectie niet meer op de koude cilinderwanden te spuiten, zodat ze niet condenseert. Verder proberen fabrikanten om de katalysatoren dichtbij de cilinderkop te krijgen, zodat ze sneller opwarmen. Wellicht hebben motoren straks een katalysator pal op de cilinderkop...

eer ideeën

Niet alleen bij een koude motor, ook warm moeten de emissies omlaag. Daarvoor experimenteert de universiteit Wenen met het voorverwarmen van benzine, zodat deze sneller verdampt. De universiteit gebruikt daarbij – net als Porsche op de nieuwe 911 turbo – een ander soort injectoren. Die hebben geen kleine gaatjes meer, maar een omgekeerde conus aan de injectornaald, zodat de brandstof op een andere manier wordt verspreid en met een hogere snelheid in de langsstromende lucht wordt geblazen. Daardoor verdampt de benzine nog beter. Porsche gebruikt daarbij piezo-injectoren, die tot vijfmaal per verbrandingsslag kunnen injecteren. 

In Wenen viel het ook het woord waterinjectie meermaals. Door het verdampen van water daalt de temperatuur, waardoor schadelijke emissies dalen. De verdampende waterdruppels zorgen ook voor een extra druk op bouw in de cilinder, wat vermogenswinst oplevert. Of een lager brandstofverbruik bij gelijkblijvend vermogen. Ook wordt er gewerkt aan nog betere bougies. Denso werkt aan een low-resistance bougie die een langere en 14% hetere vonk maakt, waardoor er geen brandstofverrijking nodig is voor een goede verbranding.