Innovatie: Hybride voor een prikkie

Steeds meer merken maken goede sier met hybride aandrijflijnen, waarbij het milieu en het klimaat een warm hart toegedragen lijken te worden. Althans bij ons, maar dat is niet overal zo.

Kijken we bijvoorbeeld naar Afrika, dan maken dezelfde autofabrikanten zich een stuk minder druk om wat er uit de uitlaat komt. Geen geavanceerde techniek, maar stevige 4x4 pick-ups met robuuste dieselmotoren die het onder alle omstandigheden moeten doen en het liefst met een hamer en schroevendraaier zijn te onderhouden.

Verder kijkt de auto-industrie met begerige blikken naar landen als India. Daar zijn grote aantallen auto’s weg te zetten, mits die een fractie kosten van wat we bij ons gewend zijn. Onmogelijk is dat niet, kijk maar hoe Renault met de Dacia Logan voor een bodemprijs een volwassen auto neerzette. En Tata gaat met de kleine Nano nog een stap verder.

Techniek
Hoe de prijs van die auto’s ook uitgeknepen wordt, alle noodzakelijke techniek moet wel aan boord zijn. Vandaar dat onderdelenleveranciers basisversies ontwikkelen van allerhande systemen. Die versies zijn niet inferieur of slecht, maar eenvoudig en teruggebracht tot het noodzakelijke minimum.

Hybride aandrijflijnen creëren door toevoeging van een elektromotor en een accupakket past vanuit kostenoogpunt niet in dit plaatje. Maar er zijn goedkopere alternatieven om remenergie op te slaan en de verbrandingsmotor bij het optrekken te ontlasten.

Een voorbeeld hiervan vinden we bij de ETH Zurich in de vorm van een nu nog experimentele persluchthybride. Dit is een verbrandingsmotor die net even anders is dan normaal: het hybride aspect zit in de motor zelf.

Uitlaatgas
De pneumatische hybride verbrandingsmotor van de ETH heeft vier kleppen per cilinder, twee inlaatkleppen en twee uitlaatkleppen. Tot nu toe niets vreemds; alleen laat slechts één van de uitlaatkleppen ook daadwerkelijk uitlaatgas door naar de uitlaat. De andere uitlaatklep leidt naar een drukvat.

Bij ‘gas los’ kan het vat op druk gebracht worden met het uitlaatgas dat nu niet in de uitlaat verdwijnt, maar in de luchttank geperst wordt. Andersom kan de gecomprimeerde lucht uit het vat via de klep weer in de cilinder terugstromen en gebruikt worden om de verbrandingsmotor als pneumatische motor te laten werken.

Lucht
Met een voldoende groot vat zou de auto in staat kunnen zijn om op lucht te rijden, maar de gedachte is om de lucht aan te spreken wanneer de motor gestart wordt. Verder is het mogelijk om met dit systeem de motor iets spontaner te laten reageren.

Bij gedownsizede motoren pakt de turbo namelijk niet altijd even lekker op wanneer er bij lage toeren en dito belasting plotseling gas gegeven wordt. Door tijdens de acceleratie lucht uit het drukvat te gebruiken voor supercharging, moet de motor een stuk spontaner oppakken.

Hoewel ‘opladen’ tijdens het afremmen of uitrollen een mooie vorm is van energie terugwinnen, is het ook mogelijk om twee cilinders als verbrandingsmotor te laten draaien en twee cilinders tijdelijk als compressor te laten fungeren om het drukvat te vullen.

Effectief
De luchthybride verbrandingsmotor is iets minder effectief dan de elektrisch-hybride aandrijflijn - hij levert ongeveer 80 procent van de besparing van een elektrische hybride - maar hij is volgens het team van professor Lino Guzella wel flink goedkoper.

Het hele systeem zou de motor slechts 20 procent duurder maken, terwijl een elektrische hybride driemaal zo duur is als een normale motor. Dit maakt de luchthybride interessanter voor landen waar de massamotorisering net op gang komt.

Auto op lucht
Er bestaan ook auto’s die puur op lucht rijden, zoals de Air Car van de Fransman Guy Nègre. Ook hier wordt gewerkt met een zuigermotor waar perslucht in geblazen wordt.

Het rendement van een pure luchtmotor is echter belabberd, omdat de lucht eerst met een compressor samengeperst moet worden. Zelfs wanneer je het goed doet, zit een rendement van 20 procent er niet in. Daar steekt zelfs de verbrandingsmotor met z’n rendement van pak ’m beet 30 procent nog gunstig bij af.

Tip de redactie