Budack-cyclus: een cyclus die brandstof bespaart
Verbrandingsmotoren kunnen in verschillende werkcycli werken, van de Otto-cyclus tot de Atkinson-cyclus tot de Miller-cyclus. Volkswagen heeft echter de Budack-cyclus bedacht, naar de ingenieur die hem heeft uitgevonden.
De Budack-cyclus is een oplossing om een hoger motorrendement te bereiken en het brandstofverbruik te verminderen. Maar hoe werkt deze cyclus?
Inhoud
Alternatieven voor de Budack-cyclus:
De cyclusconcepten van Otto, Atkinson en Miller zijn bij sommigen van ons al heel goed bekend, maar het kan geen kwaad er een paar woorden over te zeggen. De Otto-cyclus is de standaardcyclus van viertaktverbrandingsmotoren.
De Atkinson-cyclus is een cyclus met langdurige expansie en verkorte compressie. De expansieverhouding is groter dan de compressieverhouding. De Miller-cyclus is dezelfde als de Atkinson-cyclus, maar met het verschil dat het supercharged-motoren betreft.
Compressieverhouding: welk effect heeft het op de motor?
Eenvoudig samengevat is de Otto-cyclus de standaardcyclus van een viertaktmotor met interne verbrandingsmotor, en de andere twee genoemde zijn slechts varianten daarvan waarbij de compressieduur kleiner is dan de lengte van de uitzetting.
Hoe werkt de Budack-cyclus?
De Budack-cyclus is een evolutie van de Atkinson-cyclus en heeft tot doel het brandstofverbruik en daarmee de hoeveelheid uitstoot te verminderen. Er zijn slechts twee verschillen tussen de twee cycli.
Variabele kleptiming: hoe werkt deze technologie?
De eerste is dat de Budack-cyclus gebruik maakt van variabele inlaatkleptiming, die schakelt tussen de Budack- en Otto-cycli, respectievelijk tussen de Atkinson- en Otto-cycli, en de tweede is dat de compressiefase niet wordt verkort door het vertraagd sluiten van de inlaatklep, maar eerder door het eerder sluiten van de inlaatklep.
Zo laat de motor met de Atkinson-cyclus de inlaatkleppen open aan het begin van de compressie, wat betekent dat een deel van de cilinderinhoud (het mengsel) wordt teruggevoerd naar het inlaatspruitstuk. Hierdoor zal de compressieverhouding echter afnemen, maar de expansieverhouding blijft maximaal. Maar waar is het goed voor?
Motorvermogen en koppel: welke van deze parameters is belangrijker?
Het verkorten van de compressiefase ten gunste van de expansiefase zal ervoor zorgen dat het brandende mengsel tijdens de expansie meer energie naar de zuiger overbrengt omdat het daar meer tijd voor heeft.
Hoewel het motorvermogen bij deze cyclus iets minder is dan bij de Otto-cyclus, is het voordeel dat we minder brandstof in de cilinder kunnen injecteren, waardoor het motorverbruik lager zal zijn en de uitstoot ook lager zal zijn. Dit is het punt van de Atkinson-cyclus.
De Budack-cyclus werkt volgens hetzelfde principe, maar met het verschil dat de inlaatkleppen gesloten zijn nog voordat de zuiger het onderste dode punt bereikt. Er komt dus minder lucht weer in de cilinder, waardoor de compressieverhouding afneemt ten opzichte van de expansieverhouding en het verbrandingsrendement toeneemt.
De Budack-cyclus en de voordelen ervan
Net als bij de Atkinson-cyclus is het motorvermogen lager, maar neemt de verbrandingsefficiëntie toe. Het brandstofverbruik neemt dus af. Het voordeel van de Budack-cyclus is echter dat deze is voorzien van variabele kleptiming, waardoor de motor kan overschakelen naar de Otto-cyclus.
Voor het overschakelen van de motor naar de Otto-cyclus is maximaal motorvermogen vereist. De nokkenas van de inlaatkleppen zal dus een grotere en langere opening van de kleppen mogelijk maken, en de motor draait dus in de Otto-cyclus met maximaal vermogen. In de Budack-cyclus draait de motor alleen bij lage belasting.
Toepassing van de Budack-cyclus in de praktijk
Volkswagen paste de Budack-cyclus toe in de TSI-motor van de EA888-serie in de Tiguan, die bedoeld is voor de Amerikaanse markt. Volgens de Amerikaanse EPA verbruikt de Tiguan met deze motor gemiddeld 8,7 liter benzine per 100 kilometer, wat niet verbazingwekkend is.
Het is een stap vooruit, want de resultaten met deze motor zijn beter dan vroeger en elke verbetering telt.