Motor-Forum

Select Forum

MF Tech: meer vermogen door drukvulling


Berichten:
3.107
Reg. datum:
21 nov. 2008
Iedereen heeft afgelopen jaar wel iets gehoord over de Kawasaki H2r, een motor met 326 pk’s maar wel gewoon met een 998cc motorblok. Hoe dit kan? De H2r maakt gebruikt van drukvulling. Hoe dat werkt? Lees het in dit artikel.

Kawa.jpg
De Kawasaki H2 wordt standaard geleverd met een supercharger.

Wat is drukvulling?
Om deze vraag te beantwoorden kijken we eerste naar de basisprincipes van een motor. Een motor heeft drie belangrijke zaken nodig om te werken: brandstof, zuurstof en een vonk. De brandstof en de zuurstof moeten in de juiste verhouding gemengd zijn. De juiste mengverhouding is: 1 kilo benzine op 14,7 kilo lucht. Hiermee wordt een stoichiometrische verbranding bereikt. In de motortechniek wordt dit aangeduid met lambda. Bij een stoichiometrische verbranding praten we over lambda 1. In dit artikel gaan we ervan uit dat een motor altijd op lambda 1 moet draaien.

Wat dit met drukvulling te maken heeft? Veel, want als je meer vermogen wilt bij dezelfde cilinderinhoud dan heb je meer brandstof nodig. En meer brandstof betekent automatisch meer lucht want je wilt nog steeds dat de motor op lambda 1 draait.

Triumph.jpg
De lambdasonde meet het zuurstofniveau in de uitlaat en geeft dit door een de ECU. Zo kan de ECU er voor zorgen dat een motor altijd op lambda 1 draait. Bij de Triumph Bonneville is de lambdasonde mooi weggewerkt.

Hoe krijg je meer lucht?
Meer brandstof is niet heel moeilijk, je spuit gewoon meer of langer in. Meer lucht daarentegen is lastiger te krijgen. Want je zit vast aan het slagvolume van de motor, of te wel het maximaal aan te zuigen lucht. Vergroot je de cilinderinhoud dan vergroot je automatische het slagvolume, maar we wilde meer lucht zonder de cilinderinhoud te vergroten. Hoe dan wel? Natuurlijk met drukvulling. Of te wel je comprimeert de lucht zodat er meer lucht in de cilinders past bij hetzelfde slagvolume.

Soorten drukvulling:
Ok, we weten nu wat drukvulling is. Maar hoe krijg je het voor elkaar? Dat kan op verschillende manieren, met behulp van een turbo, compressor, drumcharger en natuurlijk de (oldskool) ram-air.

De bekendste van dit rijtje is waarschijnlijk wel de turbo. De turbo werkt op de uitlaatgassen van het motorblok. Goed bedacht, want er gebeurt verder niks met die uitlaatgassen. Een turbo heeft twee afzonderlijke huizen. Een voor de uitlaatgassen (turbinewiel) en een voor de inlaatlucht (compressorwiel). De uitlaatgassen komen dus niet in aanraking met de (schone) nieuwe inlaatlucht.
Turbocharger.jpg
De turbo schematisch uitgelegd.

De uitlaatgassen draaien een turbinewiel aan, dit turbinewiel zit vast op een as waar ook het compressorwiel aan vast zit. Het compressorwiel zorgt ervoor dat er lucht aan wordt gezogen en dat deze lucht wordt gecomprimeerd. Dit draaien gaat met behoorlijke snelheden, de turbo-as kan toerentallen draaien van boven de 200.000 tpm. Ja, dat lees je goed! Het is dan ook niet gek dat een turbo voldoende olie nodig heeft voor smering en koeling.

Tot nu toe alleen maar voordelen, het gratis uitlaatgas wordt (indirect) gebruikt voor drukvulling. Een aantal nadelen heeft een turbo ook. Doordat de turbo warm wordt en doordat de lucht in een zeer korte tijd wordt gecomprimeerd wordt de lucht warm. Je hebt daarom altijd een intercooler nodig bij een turbo. De intercooler zorgt ervoor dat de inlaatlucht afkoelt. Een ander groot nadeel is een turbogat, ook wel turbulag genoemd. Aangezien de turbo op uitlaatgas werkt moet de turbo eerst op gang komen voordat het compressorwiel voldoende lucht aanzuigt. Vooral vroeger was dit een (groot) probleem. Het vermogen kwam er heel direct in. Zo had je geen vermogen en zo had je in een keer vol vermogen, vooral vervelend als je net in een bocht aan het rijden was. Auto's gebruiken daarom variabele turbo’s en in het duurdere segment hebben auto’s om deze reden vaak twee turbo’s. Een kleine voor de lagere toerentallen en een grotere voor de hogere toerentallen.

Welke motor heeft een turbo?
In de jaren 80 kwam Honda met de eerste motor die een turbo had. De Honda CX500 turbo, lang is deze motor niet geproduceerd. Kawasaki kwam 2 jaar later met de ZX 750-E1 Turbo. Ook Suzuki en Yamaha hebben nog een turbo fiets gehad maar daarna zijn de turbo’s uit het straatbeeld verdwenen. In ieder geval op fabrieksmotoren, want wie kent de Ghost Rider niet op zijn Hayabusa met turbo? Suzuki wilt weer terug naar het Ghost Riders tijdperk want ze hebben laatste een patent aangevraagd voor een motor met een turbo.
Kawasakicompressor2.jpg
Het compressorwiel van de Kawasaki H2 wordt niet aangedreven door een turbinewiel maar door de krukas.

Kawasaki H2 en H2r
En de Kawasaki H2 en H2r dan? Die maken geen gebruik van een turbo maar van een compressor, ook wel supercharger genoemd. Het inlaatgedeelte bestaat ook bij een supercharger uit een compressorhuis en compressorwiel. Het grote verschil is hoe het compressorwiel wordt aangedreven. Gaat dit bij een turbo door de uitlaatgassen, bij een compressor gaat dit door een directe verbinding met de krukas. Vanaf de krukas gaat een ketting of riem via verschillende tandwielen naar het compressorwiel. Deze tandwielen zijn nodig om het compressorwiel veel sneller te laten draaien dan de krukas. Het compressorwiel bij de H2 draait maximaal 130.000 tpm en pompt 200 liter lucht per seconden de motor in.

Een voordeel van een compressor ten opzichte van een turbo is dat het compressorwiel direct wordt aangedreven, draai je meer toeren dan draait het compressorwiel ook gelijk harder. Je hebt dus geen last meer van een turbogat. Hiermee komt ook gelijk het grootste nadeel naar voren. Aangezien het compressorwiel direct wordt aangedreven door de krukas heb je altijd verlies door weerstand. Denk maar aan een ouderwetse dynamo van een fiets, wanneer deze is ingeschakeld moet je zwaarder trappen.
kawasaki-zxr-750_key_17.jpg
De Kawasaki zxr-750 met de bekende slangen van de tank naar de voorkant van de motor. Foto van roadsmile.com

Nog meer drukvulling
Misschien wel minder bekend maar wel vaak aanwezig is drukvulling door ram-air. Iedereen die oude Kawa’s leuk vindt of gewoon kent moet ram-air wel eens gezien hebben. Vanaf de tank gaan er twee slangen naar de voorkant van de motor. Doordat je rijdt wordt en (rij)lucht in het luchtfilter geperst. Dit levert natuurlijk lang niet zoveel druk op als een turbo of een compressor maar alle kleine beetjes helpen. Ook de H2r maakt gebruikt van ram-air, dit zorgt voor 16pk meer op topsnelheid. Niet alleen Kawasaki maakt gebruikt van ram-air, bijna alle motorfiets fabrikanten maken hier gebruik van.

Zelf een motor met turbo gemaakt? Of gewoon een andere goede aanmerking op het artikel? Laat het weten in een reactie. Benieuwd naar de werking van een ander stuk (motor)techniek? Ook dat horen we graag!
J_oram wijzigde dit bericht op woensdag 11 januari 2017 20:13 (0%)

Berichten:
1.777
Reg. datum:
09 feb. 2004
Locatie:
Zoetermeer
Hoe gaat de H2, en iedere andere motor, met de eveneens toegenomen compressie? Het houd toch ergens op?
liever een slippertje dan een schuiver
en ik drink grotemannekoffie

Berichten:
3.722
Reg. datum:
14 mei. 2005
Locatie:
Nijkerk
quote:
J_oram schreef op 11 januari 2017 @ 17:42:
[b] De juiste mengverhouding is: 1 kilo benzine op 14,7 liter lucht. Hiermee wordt een stoichiometrische verbranding bereikt. [/i]



kleine correctie : het moet 1 kilo benzine op 14,7 kg lucht zijn. Zie bijv :
https://www.ngk.de/nl/tec...assen/het-ideale-mengsel/
XJ900F(4BB), XJ900F(58L 2x),

Vangrailknuffelen

Berichten:
26.588
Reg. datum:
12 mei. 2008
quote:
[b]J_oram schreef op 11 januari 2017 @ 17:42 Benieuwd naar de werking van een ander stuk (motor)techniek? Ook dat horen we graag![/i]


Can-bus

Gezien er een erg groot deel van dit forum het idee heeft dat elk stukje elektronica ermee verbonden is. van claxon tot knipperlicht..

Ik begrijp er zelf trouwens ook nog niet erg veel van :+

Berichten:
3.721
Reg. datum:
27 jan. 2011
Turbo-motoren hebben niet per definitie een intercooler nodig, de warmte van de turbo is niet wat de inlaatlucht opwarmt, drukvulling d.m.v. compressor verhit inlaatlucht ook waardoor een intercooler wenselijk kan zijn, het compressorhuis en compressorwiel zijn zeker niet hetzelfde als bij een turbo (d.w.z. je hebt tal van verschillende compressors) en ga zo maar door.
Buellbloke wijzigde dit bericht op woensdag 11 januari 2017 19:54 (21%)
'De hemel bestaat niet opa, die lichtjes boven ons zijn sterren, gevormd door prostellaire stof en gaswolken bijeen gedreven door zwaartekracht.'

Berichten:
3.107
Reg. datum:
21 nov. 2008
quote:
Bol d'or Albert schreef op 11 januari 2017 @ 18:04:

[...]



kleine correctie : het moet 1 kilo benzine op 14,7 kg lucht zijn. Zie bijv :
https://www.ngk.de/nl/tec...assen/het-ideale-mengsel/


Goed gezien! Aangepast.

Berichten:
3.107
Reg. datum:
21 nov. 2008
quote:
Buellbloke schreef op 11 januari 2017 @ 18:30:
Turbo-motoren hebben niet per definitie een intercooler nodig, de warmte van de turbo is niet wat de inlaatlucht opwarmt, drukvulling d.m.v. compressor verhit inlaatlucht ook waardoor een intercooler wenselijk kan zijn, het compressorhuis en compressorwiel zijn zeker niet hetzelfde als bij een turbo (d.w.z. je hebt tal van verschillende compressors) en ga zo maar door.


Klopt :Y
Volgens mij staat dat zo ook in de tekst.

Berichten:
3.721
Reg. datum:
27 jan. 2011
quote:
J_oram schreef op 11 januari 2017 @ 20:11:

[...]


Klopt :Y
Volgens mij staat dat zo ook in de tekst.


- Doordat de turbo warm wordt en doordat de lucht in een zeer korte tijd wordt gecomprimeerd wordt de lucht warm. Je hebt daarom altijd een intercooler nodig bij een turbo.

- Het inlaatgedeelte bestaat ook bij een supercharger uit een compressorhuis en compressorwiel.



Niet dus.

Een tech-topic is leuk maar niet als de auteur ogenschijnlijk niet zo heel veel ervaring met het onderwerp heeft.
'De hemel bestaat niet opa, die lichtjes boven ons zijn sterren, gevormd door prostellaire stof en gaswolken bijeen gedreven door zwaartekracht.'

Berichten:
650
Reg. datum:
13 jun. 2014
Locatie:
Deventer
Ik snapte het principe wel dus niets nieuws voor mij, maar deze uitleg is wel heel duidelijk :} :} :} :}

YamahaR6

Berichten:
1.083
Reg. datum:
06 apr. 2003
quote:
Buellbloke schreef op 11 januari 2017 @ 20:16:

[...]


- Doordat de turbo warm wordt en doordat de lucht in een zeer korte tijd wordt gecomprimeerd wordt de lucht warm. Je hebt daarom altijd een intercooler nodig bij een turbo.

- Het inlaatgedeelte bestaat ook bij een supercharger uit een compressorhuis en compressorwiel.



Niet dus.

Een tech-topic is leuk maar niet als de auteur ogenschijnlijk niet zo heel veel ervaring met het onderwerp heeft.


dat is, in ieder geval, nog heel veel meer dan wat ik heb.
*** #NickyHayden69 *** #RideOnKentuckyKid ***

Berichten:
3.612
Reg. datum:
02 aug. 2007
Jammer dat er niets over pulsdrukvulling vertelt is, dit is iets wat ook zeer veel fabrikanten hanteren door een bewuste keuze te maken voor variabele inlaatlengtes (of uberhaupt een reden voor een bepaalde lengte van het inlaatkanaal). En ik vermoed voor veel mensen de onbekende manier tot een goedkope* vermogenstoename.


*ligt aan de toegepaste variant uiteraard.

VRFORTYSIX

Berichten:
744
Reg. datum:
29 apr. 2015
Hele toffe en goede uitleg! Hardstikke bedankt Joram! Zulke artikelen mogen er wel meer komen wat mij betreft :Y
Kawa ER6N '10 - Kawa ZZR 600 '96 - BMW F650GS '12

Supercharged2

Berichten:
4.818
Reg. datum:
14 jun. 2001
Locatie:
Nieuwegein
Hé, die bovenste brommer ken ik. Die heeft 'iemand' nog aan puin gereden... :$
Maar drukvulling is leuk. Zoals het bij de H2 werkt krijg je er een bak koppel bij. Topvermogen kan ook flink hoger, maar ja, gentlemans agreement... :(
zx11.nl

Berichten:
9
Reg. datum:
29 nov. 2016
Mooi dat mensen tijd stoppen om dit uit te werken, erg informatief en duidelijk omschreven!

#bearacer

Berichten:
3.615
Reg. datum:
22 mrt. 2002
Locatie:
Bleiswijk
ik mis de +1 knop
#bearacer

Berichten:
3.107
Reg. datum:
21 nov. 2008
Dankje daar doe ik het voor!

@jeroen heb jij die in puin gereden? Zo ja hoe?

@joris idd ook een goed onderwerp en daar valt ook heel veel winst mee te bepalen.

@royalclub leuk onderwerp, zet ik op het lijstje

Supercharged2

Berichten:
4.818
Reg. datum:
14 jun. 2001
Locatie:
Nieuwegein
Ehh, ja. '(
Staat in het h2 topic beschreven. Iets met ride-by-wire, per ongeluk klein beetje gas geven en Kawasaki die een giftige gasreactie wel leuk vond...
zx11.nl

Berichten:
3.107
Reg. datum:
21 nov. 2008
Aaij dat is pijnlijk! Zal het topic eens opzoeken.

Berichten:
4.393
Reg. datum:
15 dec. 2005
Locatie:
Utrecht
Ik mis de nadelen, en veranderingen die nodig zijn tov een n/a blok.
Niet gehinderd door enige kennis van zaken en vaak ongenuanceerd

Supercharged2

Berichten:
4.818
Reg. datum:
14 jun. 2001
Locatie:
Nieuwegein
Nadelen:
- Meer gewicht (H2 30kg zwaarder tov ZX10R)
- D'r kan meer stuk
- Hoger brandstof verbruik (? kweenie of dit typisch supercharger is, maar de H2 zuipt iig)
- Banden gaan kort mee :P

Veranderingen (H2):
- Blok zwaarder uitgevoerd (krukas, drijfstangen, ...)
- Meer motorolie
- Compressie lager
- En dan ben ik vast nog heel veel vergeten....
Zie bijv ook http://www.motorcycleproject.com/text/h2_article.html
zx11.nl

Berichten:
3.721
Reg. datum:
27 jan. 2011
quote:
PogoSticK schreef op 13 januari 2017 @ 10:00:
Ik mis de nadelen, en veranderingen die nodig zijn tov een n/a blok.


Dat ligt erg aan o.a. welk blok er gebruikt wordt, welke vorm van drukvulling etc., hoeveel overdruk enzovoorts en zo verder.

Er zijn erg veel variaties op hetzelfde thema mogelijk, allemaal weer met hun eigen specifieke noden.

Een leuk onderscheid wat gemaakt zou kunnen worden in een dergelijk topic is het verschil tussen zogenaamde 'blow through' en 'draw through' turbo systemen.
'De hemel bestaat niet opa, die lichtjes boven ons zijn sterren, gevormd door prostellaire stof en gaswolken bijeen gedreven door zwaartekracht.'

Z750

Berichten:
10.187
Reg. datum:
17 mrt. 2012
quote:
Jeroen12 schreef op 12 januari 2017 @ 12:34:
Hé, die bovenste brommer ken ik. Die heeft 'iemand' nog aan puin gereden... :$
Maar drukvulling is leuk. Zoals het bij de H2 werkt krijg je er een bak koppel bij. Topvermogen kan ook flink hoger, maar ja, gentlemans agreement... :(

En die iemand ken jij zeker heel goed.
Iemand die je dagelijks tegen komt:+
If you value your life as much as I value this bike.....dont't touch it!!!

Berichten:
3.107
Reg. datum:
21 nov. 2008
quote:
PogoSticK schreef op 13 januari 2017 @ 10:00:
Ik mis de nadelen, en veranderingen die nodig zijn tov een n/a blok.


Vond ik voor dit artikel te diep gaan, dit is echt puur de basis theorie.

quote:
Jeroen12 schreef op 12 januari 2017 @ 21:40:
Ehh, ja. '(
Staat in het h2 topic beschreven. Iets met ride-by-wire, per ongeluk klein beetje gas geven en Kawasaki die een giftige gasreactie wel leuk vond...


Topic gevonden. Je hebt iig het nieuws bereikt -O-

Supercharged

Berichten:
935
Reg. datum:
01 sep. 2006
Locatie:
neede
quote:
Jeroen12 schreef op 12 januari 2017 @ 12:34:
Hé, die bovenste brommer ken ik. Die heeft 'iemand' nog aan puin gereden... :$
Maar drukvulling is leuk. Zoals het bij de H2 werkt krijg je er een bak koppel bij. Topvermogen kan ook flink hoger, maar ja, gentlemans agreement... :(

De verhouding tussen koppel en vermogen is altijd gekoppeld aan het toerental, dus als je er een bak koppel bij krijgt, zul je op dat toerental ook aanmerkelijk meer vermogen moeten hebben. Met een centrifugaal supercharger zoals we die gebruiken is de koppel/vermogen winst bij lagere en middelhoge toerentallen toch wel wat beperkt, mede door de lagere compressieverhouding en de relatief langzaam draaiende compressor. Een goede turbo opzet zal in het middengebied aanzienlijk meer koppel en vermogen kunnen leveren. Een turbo is nu eenmaal 'load' afhankelijk en een supercharger toerental afhankelijk.
Groot nadeel is in beide gevallen dat de gecomprimeerde lucht heet wordt, zowel bij een supercharger als bij een turbo. Of een interkoeler nodig is ligt aan de inlaatluchttemperatuur die voor het grootste deel wordt bepaald door de opgebouwde druk. Bij een gelijke vermogenswinst zul je aanmerkelijk meer druk nodig hebben ( feielijk tegendruk opbouwen) met een centrifugaal supercharger dan bij een uitlaatgasturbo . Als je alleen daar naar zou kijken zou een supercharger eerder een interkoeler nodig hebben dan een turbo.

Dat jouw motor benzine zuipt is niet zo gek, tenminste als je gas geeft. Lambda 1 is dan allang uit beeld verdwenen, als deze waarde al ooit gehaald werd. En die supercharger draait constant mee, gasklep dicht of open maakt niet uit. Maar onder vacuum blaast de lucht vrij gemakkelijk via de bypass weg en zou je toch een redelijk verbruik moeten kunnen halen. Gaat de gasklep open is de hoeveelheid lucht ook des te groter en de benodigde hoeveelheid brandstof dus ook. Niks is voor niks.

Berichten:
3.165
Reg. datum:
03 jul. 2005
Locatie:
Amsterdam baby!!
https://www.youtube.com/watch?v=Vc5KwG59tTU

straalaandrijving...
plop-plop-plop-plop-plop-plop-plop-plop-plop-plop-plop...etc...

Select Forum

© 2001-2017 Motor-Forum - Served by Webserver 2

Cookies?

Motor-Forum maakt gebruik van cookies om de website correct te laten functioneren, voor analyse en verbetering en om relevante advertenties te tonen.
Door gebruik te maken van Motor-Forum geef je aan hiermee akkoord te zijn. Klik hier voor meer informatie of om je instellingen aan te passen.