Hoe helpt het ei-diagram mijn brandstof verbruik te verlagen?

Illustratie van een brandstofmeter

Met de huidige brandstofprijzen en de opwarming van de aarde, wordt het verlagen van het brandstofverbruik steeds interessanter. Uiteraard staat zuinig rijden niet bovenaan het prioriteiten lijstje bij de meeste tuners, toch is het handig om te weten hoe het zit voor als je even niet aan het sporten bent. Zodat er geld overblijft voor nieuwe speeltjes.

 



Behalve het verbruik van de auto, is het rijgedrag van grote invloed op het verbruik. De overheid springt hier op in met een campagne over het 'nieuwe rijden'. Het principe van het nieuwe rijden is het beste uit te leggen aan de hand van het Ei-diagram.
Het EI-diagram is een grafiek waarin het specifiek brandstofverbruik wordt uitgetekend tegen het motortoerental op de x-as en de belasting (motorkoppel of gemiddelde effectieve druk) op de y-as. Een voorbeeld van een ei-diagram van een benzinemotor is gegeven in figuur 1.

Illustratie: Ei-diagram van het specifiek brandstofverbruik

Zoals je ziet is de koppelkromme van het maximale koppel ook weergegeven in de grafiek. Dit is gebruikelijk om dat deze het ei-diagram aan de bovenkant begrenst.

Het specifiek brandstof verbruik wordt in deze grafiek weergegeven met iso-lijnen (vergelijkbaar met hoogte lijnen in een atlas). Elke lijn geeft een bepaald specifiek brandstof verbruik weer. Het EI-diagram krijgt z’n naam door de vorm van deze iso-lijnen, die doet denken aan een spiegel-ei.

We zien bij 3500 toeren per minuut en 4 bar gemiddelde effectieve druk een specifiek brandstof verbruik van 300 gram per kilowattuur (g/kWh). We zien bij ongeveer 2200 toeren per minuut en 15,5 bar gemiddelde effectieve druk het laagste specifieke brandstofverbruik van 206 g/kWh.

In het EI-diagram is duidelijk te zien dat het specifiek brandstof verbruik afneemt naarmate de belasting toeneemt. Dit komt omdat er bij hogere belasting beter gebruik wordt gemaakt van de beschikbare hoeveelheid lucht in de cilinder. Het is natuurlijk zonde om de zuurstof die de motor in is gepompt, ongebruikt weer naar buiten te pompen. Dit kost onnodige energie en dat blijkt uit het hoge brandstofverbruik bij lage belasting.

Het zogenaamd ‘nieuwe rijden’ maakt gebruik van deze kennis. Als je tijdens het optrekken pak ‘m beet bij 2500 toeren opschakelt, blijft de motor in een lager toerengebied en is de belasting hoger. Immers: Vermogen = koppel x hoeksnelheid. De energie omzetting van brandstof naar bewegingsenergie gebeurt op deze manier efficienter dan wanneer je hoog in te toeren door trekt. Het nadeel is alleen dat je amper vooruit komt en links en rechts wordt ingehaald door oude omaatjes.

Verschil tussen Otto en Diesel motor

 Illustratie: Ei-diagram van een dieselmotor

In figuur 2 is een Ei-diagram van een diesel motor weergegeven. Het verschil met die van een Otto motor is dat het Ei van het laagste specifiek brandstofverbruik open is en helemaal tegen de koppellijn aan ligt. Bij een Otto motor ligt deze iets onder de koppellijn. De reden hiervoor is dat een dieselmotor altijd met een luchtovermaat draait. Alle brandstof kan dus verbranden. Bij een otto motor wordt het maximaal koppel bereikt bij een lamda verhouding van ongeveer 0,9, wat betekent dat er eigenlijk te weinig lucht is om alle brandstof te laten verbranden. Hierdoor stijgt het specifiek brandstof verbruik van een Otto motor bij maximaal koppel.

In figuur 2 zijn ook de lijnen van constant vermogen weergegeven (blauw). Hiermee kun je goed zien dat het gunstig is om in een zo hoog mogelijke versnelling te rijden. Stel je rijdt op de snelweg met 120 km/u, en je hebt 50 pk nodig om de rijweerstanden te overwinnen. Als je dan bijvoorbeeld in de 4e versnelling rijdt bij 4000 toeren, dan verbruik je 270 gram benzine per kilowattuur. Als je op zou schakelen naar z’n 5 en dan 3000 toeren per minuut zou draaien, daalt het verbruik naar 230 gram per kilowattuur. Bij dezelfde snelheid! Het is dus handig om te weten hoe het ei-diagram er uit ziet. Zo kun je brandstof en geld besparen, als je alleen maar de juiste versnelling kiest!