Motoren met directe injectie halen meer prestaties uit elke druppel brandstof. Ze doen dit door de interactie tussen lucht en brandstof in de cilinder fundamenteel te veranderen. Het resultaat is een armer mengsel en een volledigere verbranding.
Dit is geen magie. Het is scheikunde en natuurkunde die samenwerken. De lucht-brandstofverhouding in deze motoren bedraagt vaak 40 delen lucht op één deel brandstof. Dat is een 40:1-mix. Standaard benzinemotoren draaien doorgaans op 14,7:1. Een dergelijke lage verhouding betekent dat de motor conservatief brandstof verbruikt.
De fysieke plaatsing van de brandstof is ook van belang. Directe injectie spuit de brandstof rechtstreeks in het heetste deel van de verbrandingskamer. Dit gebeurt in de buurt van de bougie. Traditionele motoren met poortinjectie mengen brandstof en lucht voordat deze de cilinder binnendringt. Het mengsel verspreidt zich wijd. Hierdoor blijven zakken brandstof onverbrand. Directe injectie elimineert deze zakken.
Hardware- en technische aanpassingen
Directe injectie herschrijft de wetten van de thermodynamica niet. Het past gewoon de bestaande aan. De motor vertrouwt nog steeds op dezelfde basisprincipes van interne verbranding. Maar de hardware achter de schermen is anders.
Je hebt een brandstofrail nodig om de druk te beheersen. Dit onderdeel verdeelt de brandstof nauwkeurig naar de injectoren. De motorregeleenheid doet ook zwaar werk. Het berekent de stroomsnelheden en druppelgroottes in realtime. Het beheert ook de emissiecontroles. Tijdens het rijden denk je er niet over na. De computer wel.
Emissies zijn hierbij een belangrijke factor. Deze motoren produceren een hoog gehalte aan stikstofoxiden (NOx). Hiervoor zijn speciale katalysatoren nodig. Zonder hen zouden de vervuilingsniveaus stijgen. Ondanks de NOx-uitdaging worden motoren met directe injectie geprezen om hun schonere totale emissies.
Tweetaktpotentieel en toekomstige toepassingen
De efficiëntiewinst heeft de belangstelling voor tweetaktvarianten gewekt. De meeste auto’s en straatlegale motorfietsen gebruiken viertaktmotoren. Tweetaktmotoren domineren terreinfietsen, kleine boten en waterscooters. Ze komen ook veel voor in ontwikkelingslanden, waar motorfietsen als primair transportmiddel dienen.
Motorfabrikanten hebben jarenlang geprobeerd het tweetaktontwerp met directe injectie te perfectioneren. Het doel is om een hoog rendement te combineren met een lagere uitstoot. Succes hier zou de manier waarop we kleine motoren aandrijven, kunnen veranderen.
De volgende stap is het begrijpen van de mechanismen. Hoe voorkomt het spuiten van brandstof onder hoge druk dat de motor wordt opgeblazen? Het antwoord ligt in timing en drukbeheersing.
