In het algemeen beoordelen de meeste bestuurders auto’s op basis van het motorvermogen, wat impliceert dat hoe krachtiger de auto, hoe sneller hij is bij hetzelfde gewicht en type aandrijving. In werkelijkheid kan een auto met een dieselmotor van 80 pk echter sneller starten dan dezelfde auto met een benzinemotor van 110 pk. Het punt is dat niet alleen paardenkracht belangrijk is voor de acceleratiedynamiek, maar ook het maximale motorkoppel. We vertellen je in eenvoudige woorden wat koppel is, in welke eenheden koppel wordt gemeten en hoe het is gerelateerd aan vermogen.
Wat is koppel
Wat is motorkoppel: in eenvoudige bewoordingen is het de stuwkracht die een motor produceert. Wanneer de motor draait, laat hij de wielen draaien met een bepaalde hoeveelheid kracht. Deze kracht gedeeld door een lengte-eenheid (bijvoorbeeld de straal van het wiel) is het koppel. Voor een bepaalde motor is het koppel afhankelijk van veel factoren, van de cilinderinhoud tot de vorm van de nokkenas. Hoe meer koppel de motor produceert, hoe harder hij de auto vooruit kan duwen.
Door hun ontwerp en werkingsprincipe hebben verbrandingsmotoren een zeer niet-lineaire koppelkarakteristiek. Als er in de motorkarakteristieken een waarde van 150 Nm wordt genoemd, is dat dus de maximumwaarde. Het wordt bereikt op de piek, bij volgas en meestal in een smal toerenbereik. Er zijn echter ook motoren met een “plank” op de koppelgrafiek, wanneer de stuwkracht stabiel hoog blijft bij toenemend motortoerental – dit is mogelijk door het gebruik van turbocharging. Het toerental van het maximumkoppel hangt dus af van het type en ontwerp van de motor.
Laten we terugkeren naar onze conventionele auto’s: waarom start die met een diesel sneller? Omdat deze over het algemeen een hoger koppel heeft, ook bij lage toerentallen. Diesels hebben een fundamenteel ander ontwerp dan benzinemotoren. Ze hebben een hoger rendement door de hogere energie-inhoud van dieselbrandstof en compressieverhouding. Dit betekent dat meer energie van de verbrande brandstof nuttig werk verricht, dat wil zeggen, wordt gebruikt om koppel te creëren. Vanwege deze eigenschap worden diesels actief gebruikt in commerciële voertuigen.
Wat is het koppel van een motor
Het koppel is het product van de kracht op de schouder. Daarom is de meeteenheid in een auto de newtonmeter (newton vermenigvuldigd met een meter) of kortweg N-m of Nm. In een motor is er natuurlijk niet zo’n duidelijke arm als in de plaatjes in het tekstboek. In plaats van een enkele arm is er een complex mechanisme. En de kracht wordt gecreëerd door de expanderende gassen in de verbrandingskamer. In tegenstelling tot vermogen met zijn kilowatts en paardenkracht, worden alternatieve schalen zelden gebruikt om stuwkracht aan te duiden: als ze het over koppel hebben, zijn de meeteenheden meestal newtonmeters.
Hoe koppel verschilt van vermogen
We hebben ontdekt waar het motorkoppel van afhangt en wat de stuwkracht beïnvloedt. Nu is het tijd om na te denken over vermogen.
Laten we weer beginnen met natuurkunde: motorvermogen is gelijk aan het product van het koppel gedeeld door het aantal omwentelingen gedeeld door een factor 9549 (N=M*n/9549). Het resultaat is in kilowatt. Om het om te zetten naar de meer bekende metrische paardenkracht, moet je het vermenigvuldigen met nog eens 1,36.
Voor een gewone personenauto ligt het maximumkoppel in het bereik van ongeveer 150-300 Nm (in dieselauto’s is dit 350-400 Nm), waarbij de meeste moderne benzinemotoren tot 6000-7000 tpm draaien. Diesels blijven tegenwoordig iets achter – 5000-5500 tpm. Om de krukas zo snel te laten draaien en dus ook de wielen die ermee verbonden zijn, heb je bovendien een bepaalde stuwkracht nodig. Het blijkt dus dat vermogen een waarde is die is afgeleid van koppel. Hoe hoger het koppel, hoe krachtiger de motor is dan zijn concurrenten.
Er is een eenvoudigere verklaring voor mensen die niets van techniek weten. Goede tractie helpt je een zware aanhanger te trekken of je wielen te laten draaien in het zand. En met een hoog vermogen kun je hogere snelheden bereiken als er geen grenzen zijn.
Kan het koppel worden verhoogd
In theorie is het mogelijk. In een verbrandingsmotor is het koppel namelijk bijna direct afhankelijk van de cilindervulling – hoe meer lucht en dus brandstof erin komt en verbrandt, hoe meer stuwkracht de motor produceert. Motorontwerpen zijn echter ontworpen voor bepaalde trekkarakteristieken. Het is mogelijk om het koppel (en het vermogen) te verhogen, maar dit betekent meestal een kortere levensduur. Er zijn globaal twee manieren: mechanisch en elektronisch.
Elektronisch betekent het veranderen van het motormanagementprogramma, waardoor de hoeveelheid lucht en brandstof in de cilinders toeneemt: door een hogere boostdruk, andere klepopeningsfasen of injectie enzovoort. Manipulaties met het programma (chiptuning) bij turbomotoren kunnen tot 20 procent van het extra koppel “verwijderen” zonder het ontwerp fundamenteel te veranderen. Maar voor “atmosferische” motoren is het meestal bescheidener 5-7 procent.
De mechanische manier is om de geometrie van de cilinder-zuigergroep en de in- en uitlaatsystemen te veranderen en het volume van de cilinders te vergroten. Deze methode is duur en wordt daarom meestal alleen voor sportauto’s gebruikt.
Hoe dan ook, een aanzienlijke toename van het koppel gaat gepaard met verlies van veiligheidsmarge, intensievere slijtage en, als gevolg daarvan, een kortere levensduur van de motor vóór revisie.
Totalen
- Torsie is, eenvoudig gezegd, het vermogen van de motor.
- Torque wordt gemeten in Nm (newtonmeter).
- Turbo motoren (inclusief diesels) hebben een hoog koppel dat wordt bereikt bij lage toerentallen, atmosferische motoren – meestal bij gemiddelde of bovengemiddelde toerentallen.
- Elke tuning van de motor om het koppel aanzienlijk te verhogen leidt tot een verlies aan levensduur van de motor.
0 Comments