Nieuwe aanpak - Technische Universiteit Eindhoven

twee jaar geleden ontstond het idee tijdens
een avondje filosoferen met vrienden aan
een keukentafel. de promovendus doet dit
wel vaker. Uitgangspunt was dat een benzinemotor,
in tegenstelling tot een dieselmotor,
niet zuinig is. het probleem is de gasklep,
de klep die de luchtstroom naar de motor
reguleert. een dieselmotor heeft die niet
en is daarom een stuk zuiniger. de oplossing:
maak voor de benzinemotor geen
klep maar een wiel, dat geeft minder verlies.
geen eenvoudig verhaal. Boot legt het
uit. ‘In de stad heeft een gemiddelde auto
ongeveer vijf kilowatt vermogen nodig. op
de snelweg tussen de tien en vijftien kilowatt,
onder meer afhankelijk van de luchtweerstand.
dat is nog steeds heel weinig
in verhouding tot het maximaal vermogen
van de motor; de motor is eigenlijk zelfs op
de snelweg nog niet écht aan het werken.
Wanneer een motor weinig vermogen
nodig heeft, heeft deze ook weinig lucht
en brandstof nodig. Bij een benzinemotor
is de lucht-brandstofverhouding constant
en zit rond de vijftien. dit betekent dat je
vijftien keer zoveel luchtmassa als brandstofmassa
de motor laat binnenkomen.
deze ratio ligt vast omdat de 3-weg katalysator
anders niet werkt. deze reduceert
stikstofoxide, verbrande koolwaterstof en
koolstofmonoxide.’
een motor zuigt van zichzelf constant
bijvoorbeeld twee liter lucht aan. Wanneer
je minder lucht wil, moet je een restrictie
aanbrengen. dit gebeurt in de vorm van
een klep, de gasklep. die zorgt voor de
noodzakelijke onderdruk in de motor.
de motor moet hard zuigen om de lucht
voorbij de klep te krijgen, wat frictie geeft.
deze frictie warmt de lucht op. de warmte
is energie die verloren gaat bij het naar
binnen zuigen van de lucht. Bij 50 kilometer
per uur verliest de auto ongeveer een
kilowatt, twintig procent van wat je nodig
hebt om die snelheid te rijden. op de
snelweg is het ongeveer anderhalve kilo-
De proefopstelling bij
Werktuigbouwkunde.
Vlnr: Michael
Boot, Trudo Arts
en Ruud Eichhorn
(afstudeerder op
dit project) bij de
opstelling met
meetapparatuur.
watt. Bijna tien procent van de benodigde
energie.
Boot: ‘de klep kun je helaas niet zo maar
weghalen. een motor heeft namelijk een
restrictie nodig, want die móet onderdruk
hebben. Wat je wel kunt doen, is zorgen
dat de verliezen die bij de klep optreden,
worden teruggewonnen. dat kan wanneer
je de klep vervangt door het turbinewiel.
Wanneer het wiel perfect is afgesteld win
je tot zeventig procent van de verliezen
terug.’
Besparing
‘op de eerste plaats heb je bij rotatie
minder frictie en daarmee minder verlies.
er ontstaat minder opwarming van de
lucht, waarmee je in feite koelvermogen
genereert. met dit koelvermogen kun je
de aircovloeistof koelen, waardoor de airco
minder vaak aan hoeft. Wanneer je de
airco niet gebruikt, laat je de koude lucht
de motor ingaan. deze kan hiermee een
meer efficiëntere verbranding realiseren.
daarbij is met een dynamo het draaien van
de roterende klep om te zetten in elektriciteit.’
om deze effecten in cijfers te vatten:
van de één tot twee kilowatt die je zou kunnen
terugwinnen bij de klep, is zeventig
procent om te zetten in rotatie-energie en
negentig procent hiervan is om te zetten
in elektriciteit. Begin je met anderhalve
kilowatt winst bij de klep, dan wek je continu
700 watt op, die je opslaat in de accu.
deze elektriciteit zorgt ervoor dat je de
motoraangedreven dynamo kunt weglaten
of uitschakelen, waarmee je weer energie
bespaart.
met de roterende klep creëer je dus koelvermogen
en elektriciteit. Bij een auto met
een vermogen van 2.0 levert dit naast de
700 watt elektriciteit ook 800 watt koelvermogen.
de winst voor het milieu: de
dynamo hoeft minder vaak op de motor
en de airco hoeft minder vaak aan. de airco
verbruikt in de stad al twintig procent van
het totale verbruik van de auto. dat kun
je voor een groot gedeelte schrappen, wat
neerkomt op tien tot vijftien procent van
het brandstofverbruik. op de snelweg is dit
minder. de vinding van Boot heeft dus nog
een extraatje. omdat de lucht bij de motor
afkoelt, kan er een koudebuffer worden
gemaakt. deze kan enkele tientallen graden
koelen. Wanneer je de buffer gebruikt
om de lucht die de motor ingaat te koelen,
wordt de lucht gecomprimeerd. hiermee
kan de auto tien procent sneller optrekken.
Bij een 5-liter motor kan dit zelfs twintig
procent extra vermogen genereren.
Entrepreneur
Boot heeft het bedrijf opgezet met trudo
arts (32), voormalig huisgenoot en vriend,
en student entrepreneurship aan de
erasmus Universiteit rotterdam. Boot is de
technische man, als aIo verbonden aan de
faculteit Werktuigbouwkunde in de groep
van prof.dr. Philip de goey. arts heeft een
achtergrond in techniek, maar houdt zich
vooral bezig met de bedrijfskundige kant
van de onderneming. het idee is nu om de
vinding te gebruiken in een zogenaamde
aftermarket kit, een pakket met de roterende
klep die bijvoorbeeld bij autogarages en
Kwikfit geïnstalleerd kan worden. ‘Wanneer
het zo goed blijkt te werken als wij beweren,
zullen de autofabrikanten vanzelf komen.
Want dat is natuurlijk het ideaal: onze vinding
in alle nieuwe benzineauto’s.’ op korte
termijn onderzoeken de ondernemers op
welke manier ze met partners de kit kunnen
maken en verkopen. de markt waar ze zich
op richten bestaat dan uit de bestaande
auto’s. nog altijd zo’n zeshonderd miljoen.
Voor meer informatie:
www.progression-industry.com
M a t r i x / 4 / 2 0 0 8 4 3