Deze week schreven we al over een verbrandingsmotor zonder nokkenas. Maar een ander, oud ontwerp met tegenover elkaar staande zuigers, kan de motor ook nieuw leven inblazen.

Het bedrijf Achates Power uit San Diego, Californië, heeft een heel efficiënte verbrandingsmotor gebouwd die het hele viertakt-principe op z’n kop zet en wellicht de verbrandingsmotor nieuw leven in blaast. In de tweetaktmotor staan drie grote cilinders rechtop. Per cilinder beweegt er vanaf de onderkant en de bovenkant een zuiger naar het midden en weer terug.

Efficiënte verbrandingsmotor

Het is een idee dat in de jaren veertig te lastig bleek om goed te laten werken en is toen in de ijskast gezet. Nu, met de huidige stand van techniek, blijkt het toch mogelijk er mee aan de slag te gaan en dat is wat Achates Power heeft gedaan. Het bedrijf noemt het de OP2S-motor, wat staat voor Opposed Piston 2 Stroke.

De dieselversie van de motor is volgens Achates Power 30 procent efficiënter; de benzineversie moet zelfs 50 procent efficiënter zijn dan vergelijkbare conventionele motoren. Achates Power wil met deze OP2S-motor de auto-industrie een antwoord geven op steeds strenger wordende milieuregels. In het onderstaande filmpje van Wired wordt het ontwerp van de motor uitgelegd.

Conventionele verbrandingsmotor ligt onder vuur

Zoals iedereen weet, auto’s vervuilen en genereren CO2-uitstoot. Daarnaast raken oliebronnen in de toekomst uitgeput en kan de olieprijs weer sterk stijgen. Het is geen wonder dat elektrische auto’s momenteel sterk in opkomst zijn en overal door overheden worden gestimuleerd. Met andere woorden: de verbrandingsmotor zoals we die nu kennen, ligt onder vuur. Verschillende landen zoals Noorwegen en Duitsland hebben plannen om de verbrandingsmotor over tien tot vijftien jaar helemaal te verbieden. Volgens het Nederlandse Energieakkoord uit 2013, mogen er vanaf 2035 alleen nog auto’s worden verkocht die ‘in staat zijn’ om emissieloos te rijden.

Een radicaal ander ontwerp kan de verbrandingsmotor misschien nog nieuw leven in blazen. Verrassend genoeg is dat in dit geval een tweetaktontwerp.Tweetaktmotoren zoals we die kennen uit de oude Oost-Duitse Trabants en oudere brommers, zijn echter juist sterk vervuilend. In het geval van de OP2S-motor zijn de uitlaatgassen bijzonder schoon.

Compressieslag

In het midden van de cilinder zitten injectoren die brandstof inspuiten. In de compressieslag komen beide zuigers naar elkaar toe. Als de zuigers heel dicht tegen elkaar zitten, volgt de ontbranding en worden ze door de kracht die vrijkomt door uitzettende, verbrandende gassen, uit elkaar geduwd. Iedere naar buitenbewegende slag is dus een arbeidslag.

In- en uitlaatkleppen ontbreken in het geheel, en uiteraard ontbreekt ook een nokkenas. Dat complexe stuk mechaniek is vervangen door eenvoudige openingen in de cilinder voor inlaat- en uitlaatgassen. Een krukas is aan de onder- en bovenzijde van het blok aanwezig. De bovenste is met tandwielen verbonden met een vliegwiel; de onderste drijft het vliegwiel direct aan. De ‘koude kant’ is de bovenkant, waar de luchtinlaatcomponenten zitten. De ‘warme kant’ is de onderkant waar de uitlaatgascomponenten zitten.

Testfase is bijna afgerond

De motor staat momenteel nog in een testopstelling. Maar het testen is bijna afgerond. Het moment nadert waarop die daadwerkelijk een auto gaat aandrijven. Wellicht zal dat een zware pick-up truck zijn voor het leger.

Net als de nokkenasloze motor van FreeValve kan ook deze motor autofabrikanten helpen om te voldoen aan steeds strengere milieunormen. De motor kan als directe aandrijving fungeren, maar kan ook als hulpmotor in hybride-auto’s.

Bronnen: Achates Power, Popular Mechanics, Wired