De uitvinding van de verbrandingsmotor in de 19de eeuw betekende een revolutie in het transport over land, water en in de lucht. Meer dan een eeuw later maakt deze manier van voortstuwing, gebaseerd op verbranding van fossiele brandstof, nog altijd een belangrijk deel uit van de wereldwijde automobiliteit. Auto’s met een verbrandingsmotor rijden op diesel of benzine. Beide zijn aardolieproducten. Niettemin zijn ze niet verwisselbaar: een dieselmotor en een benzinemotor (ottomotor) zijn verschillend. In dit artikel gaan we nader in op de verschillen.
Werking
Zowel de benzine- als de dieselmotor is een verbrandingsmotor. Hun werking is een proces van verbranding van een lucht-brandstofmengsel, waardoor energie vrijkomt om de zuigers in beweging te zetten die een krukas doet draaien. Die draaibeweging zet een overbrenging in werking via een systeem van tandwielen, waardoor de wagen in beweging komt. De verbrandingsmotor is in de regel een viertaktmotor, omwille van de vier-slagencyclus:
De inlaatslag – de neerwaartse beweging van de zuiger creëert een vacuüm, waardoor de cilinder gevuld wordt met het lucht-brandstofmengsel.
De compressieslag – het mengsel wordt samengedrukt en voorbereid op ontsteking door het sluiten van de in- en uitlaatkleppen bovenin.
De arbeidsslag – de ontsteking vindt plaats wanneer de compressieslag is voltooid.
De uitlaatslag – de uitlaatklep gaat open en de uitstoot verlaat de motor en de auto via het uitlaatsysteem.
Verschillen
De slagen verwijzen naar de zuigerbewegingen. Het is een vaststaand feit, dat motoren met een kortere zuigerslag hogere toerentallen kunnen draaien, terwijl motoren met een lange zuigerslag lagere toerentallen hebben, maar een hoger koppel genereren. Een benzinemotor heeft een kortere slag, hogere toerentallen en daardoor een hoger vermogen. Een dieselmotor heeft een langere slag omdat hij meer compressie nodig heeft voor de verbranding. Hij is in staat een hoger koppel voort te brengen aan een lager toerental.
Een verder verschil zit hem in de wijze waarop de injectie en ontsteking plaatsvindt. Daarbij komen in de dieselmotor andere onderdelen van pas dan in de benzinemotor.
Benzine kan makkelijk met lucht worden gemengd. Daarom wordt dit tijdens de inlaatslag reeds als mengsel in de cilinder gebracht. Vroeger gebeurde dit door de carburator, tegenwoordig gebeurt dit via elektronisch geregelde inspuiting, hetgeen verspilling van brandstof voorkomt. Diesel mengt niet goed met lucht. Daarom komt er bij de inlaatslag van de dieselmotor enkel lucht in de cilinder.
In benzinemotoren vindt de ontsteking van het lucht-brandstofmengsel plaats door middel van de bougies. Dit is een soepel lopend proces, en dankzij de huidige mogelijkheid tot het bereiken van de optimale mengverhouding gebeurt dit ook geluidloos.
Dieselmotoren zijn afhankelijk van een hoge compressieverhouding van lucht. Enkel lucht wordt samengedrukt in de cilinder, en de compressie verhoogt de temperatuur ervan. Pas dan wordt diesel in de verbrandingsruimte gespoten, hetgeen tot verbranding leidt. Een dieselmotor heeft geen vonkbougies nodig en maakt gebruik van gloeibougies om de verbrandingskamer op temperatuur te brengen bij een koude start. Dit is een minder gecontroleerde manier van verbranding en daarom zijn dieselmotoren in de regel wat luider.
Compressieverhouding
De compressieverhouding is een maatanalytische verhouding in de verbrandingskamer, die bepaald wordt door de positie van de zuiger. Dieselmotoren zijn afhankelijk van een hoge compressieverhouding aangezien de lucht voldoende moet worden samengedrukt om de juiste temperatuur te genereren voor de zelfontbranding wanneer de brandstof wordt toegevoegd.
Bij benzinemotoren moet de compressieverhouding minder hoog zijn, omdat de lucht en brandstof reeds gemengd zijn. Een te hoge compressieverhouding zou tot zelfontbranding leiden, hetgeen pingelen of detonatie veroorzaakt, wat schade kan toebrengen aan de zuiger en de cilinder.
Brandstofefficiëntie
De hogere compressieverhouding in de dieselmotor leidt tot een meer efficiënte motorcyclus in vergelijking met benzine. Bovendien bevat diesel hogere koolstofketens dan benzine, waardoor bij verbranding meer energie vrijkomt. Daardoor levert een dieselmotor bij hetzelfde verbruik meer energie. In andere woorden: diesel is zuiniger.
Milieu
Dieselmotoren zijn groter en duurder aangezien zij zijn ontworpen voor een maximale compressieverhouding en langere slagen. Benzinemotoren, daarentegen zijn lichter en goedkoper. Wanneer we het milieu-aspect beschouwen, zien we dat de huidige trend beoogt, auto’s zuiniger en milieuvriendelijker te maken. Dieselmotoren hebben een slechte reputatie op milieugebied. Alhoewel ze zuiniger in gebruik zijn, veroorzaken ze over het algemeen meer vervuiling. Aan de ene kant is hun uitstoot van conventionele vervuilers lager (koolstofmonoxide en -dioxide). Hun uitstoot van stikstofdioxide, fijnstof en roet ligt echter vele malen hoger dan bij ottomotoren. Op milieugebied doet de benzineauto het daarom beter.
Wat is beter?
Het is maar welke voordelen je belangrijk vindt. In de stad ben je beter af met een benzine-auto. Aangezien het vermogensspectrum groter is (je hebt een grotere variatie aan toerentallen tot je beschikking), heb je meer vrijheid om in te spelen op verschillende verkeerssituaties, langzaam verkeer, in de file staan, maar ook op open wegen rijden. Een dieselauto is ideaal voor het handhaven van een kruissnelheid op de snelweg zonder dat je al te hoge toerentallen daarbij draait. Het hoge koppel zorgt er ook voor dat inhaalmanoeuvres makkelijker verlopen en je makkelijker wegrijdt op een helling. Ook het trekken van een zware caravan is meer een klus voor een dieselauto. Het milieuaspect is een belangrijke overweging, waarbij gezegd moet worden dat de strengere regelgeving steeds effectiever de uitstoot van dieselmotoren terugdringt. Door de gebruik van Adblue en de verplichte montage van roetfilters rijden dieselauto’s tegenwoordig aanzienlijk schoner. De kwestie van vermogen en koppel wordt dankzij de toevoeging van turbo ook steeds minder een thema. De brandstofprijs sprak lang in het voordeel van diesel, maar daarover kan met het oog op de snel veranderende omstandigheden tegenwoordig ook niets zinnigs meer worden gezegd. Ik houd mij ver van een eenduidig antwoord op de vraag: welke van de twee is beter? Er wordt voortdurend geïnvesteerd in de optimalisatie van diesel- en benzinemotoren om ze krachtiger, zuiniger en schoner te maken. De ontwikkelingen in de gaten houden is de boodschap.
Reageren