En moderne bilmotor er stort sett bygd av trykkstøpt aluminium og har sylinderfôringer, veiver, veivaksel, kamaksler, girkasse osv. av spesialstål. Fire ventiler per sylinder er nå standard. Alle dieselmotorer er turbomatet, og det er en tendens til å bygge mindre motorer med høyere effekt, såkalt downsizing.

Daimler. Begrenset gjenbruk

Bildet viser en sjutrinns automatgirkasse fra Zahnradfabrik Friedrichshaven, der de aktive girtrinnene er skiveformede planetgir satt sammen i rekke. En slik girkasse gir svært rask og presis giring og minner mest om en trinnløs, når man kjører. Den sitter i store og dyre biler.

ZF. Begrenset gjenbruk

Saab var først i verden med turbomatet bensinmotor, her montert i en åpen versjon - en convertible - for USA, fra 1983. Bilen fikk kolossal oppmerksomhet i USA, bl.a. fordi motorytelsen var helt på linje med tre ganger så store V8-motorer.

Saab. Begrenset gjenbruk

Saabs forslag til totrinns turbomating av dieselmotorer. Her sitter to turboaggregater etter hverandre. Metoden reduserer det etterslep i effekt som lave turtall og lav gassmengde ofte gir i en vanlig turbodiesel. Poenget er å bygge mindre motorer med større ytelse.

Saab. Begrenset gjenbruk

Slik tenker Citroën seg verdens første hybridbil med dieselmotor. (Dagens mest solgte hybrid Toyota Prius er bensindrevet). Foran sitter en tverrstilt toliters Citroën HDi turbodieselmotor koblet til en generator og en girkasse. Bak i bilen sitter den store litium-ione-batteripakken. Det er fra denne at motorgeneratoren (den vendes elektronisk til å operere som elektromotor) får sin kjørestrøm. Citroën har som mål at bilen stort sett skal kjøres elektrisk og at dieselmotoren strengt tatt bare skal lade batteriene.

Citroën. Begrenset gjenbruk

Bilens drivverk består av motor og kraftoverføring, samt hjulene. Dagens bilmotor, som er en forbrenningsmotor, drives enten med bensin eller dieseldrivstoff. Den er noe ganske annet enn en liknende bilmotor for bare 20 år siden. Nå har motorene - akkurat som den tidens løpsbilmotorer - overliggende kamaksel, fire ventiler per sylinder, og gjerne slagvolum på 1,5 liter eller mer. Litereffekten i en moderne bensinmotor ligger gjerne godt over 65 kW (90 hk) per liter, mens en god turbodieselmotor yter nå omtrent det samme.

En nyhet angående ventilstyringen i bensinmotorer kommer (høsten 2009) fra italienske Alfa Romeo. Der har de utviklet et system med elektronisk styrt ventilåpning. En liten drivenhet ved hver ventil beveger denne på kommando fra en sentral styreenhet som i sin tur er forbundet med motorens sentralstyring. Teknikken gjør at kamaksler og disse drivverk kan elimineres, og er allerede tatt i bruk i den nyeste modellen av Alfa Romeo (Mieto).

Drivverkets girkasse (se gir) er oftere femtrinns manuelt operert, enn automatisk. Men i småbiler øker bruken av halvautomatkasser, der man bare berører en spak for å få girskift. I enkelte versjoner av slike sekvensielle systemer skjer det fortsatt med et visst rykk om momentet «ligger på», i andre versjoner skjer giringen rykkfritt ved hjelp av to clutcher. Der legges neste gir klart mens man kjører i det aktuelle, og skiftingen skjer lynsnart og rykkfritt. En stor del av dette utviklingsarbeidet er norsk og har skjedd i ingeniørbedrift på Kongsberg (Devotek AS). Girkassene bygges på lisens bl.a. i Tyskland og Italia.

Den tradisjonelle, manuelle girkassen har nesten alltid fem gir forover, og et i revers. Noen biler har seks gir forover. Tannhjulene sitter på uavhengige, parallelle aksler over og ved siden av hverandre, og bringes i inngrep av spesielle føringsarmer som direkte beveges av girspaken. Mellom og/eller inne i tannhjulene sitter synkroniseringsringer som øker turtallet på det hjulet som skal legges inn, slik at det stemmer med turtallet på det girhjul som er i drift. Dette for å unngå skurring og ekstra slitasje i girkassen.

Utvekslingen i en vanlig femtrinns girkasse er rundt 3,5:1 på første gir og rundt 0,7:1 på femte/sjette (høygir, overgir). Sluttutvekslingen i differensialen varieres i takt med motortype og dreiemomentkurve. Turbodieselmotorer og høytytende, store bensinmotorer tåler en annen sluttutveksling enn vanlige familiebil-bensinmotorer, fordi disse nesten alltid har lavere dreiemoment.

Den tradisjonelle automatkassen for kjøretøyer er opprinnelig en amerikansk oppfinnelse og består vanligvis av en oljebasert kraftoverføring og et hydraulisk operert tannhjulsett. Nærmest motoren sitter den hydrauliske kraftoverføringen som i prinsipp består av to skovlehjul: Et inngående, til svinghjulet festet pumpehjul (turbin) som motoren driver, og et utgående hjul som væsken i det oljefylte mellomrommet mellom skovlehjulene drar med seg. Det utgående skovlehjulet driver girkassen. Oljeoverføringen gjør at kassen arbeider mykt, men samtidig går en del effekt tapt i oljerotasjonen. For å motvirke dette har moderne automatkasser en mekanisme som ved oppnådd kjørehastighet låser de to skovlehjulene til hverandre, lockup. Selve giringen skjer ofte med en såkalt planetgirkasse. Det finnes nå helt elektronisk styrte, elektrisk/elektrohydraulisk opererte automatkasser som i sin helhet er basert på slike planethjulsystem. Disse girkassene er oftest å finne i store biler.

Planetgirkasse, er en kompakt og robust girenhet bestående av ringhjul som inneholder solhjul (i midten) og tre eller flere planethjul montert på en holder. Om ringhjulet som alt beveger seg inne i, kalles B og solhjulet i midten kalles A, mens planethjulene kalles C, foregår giring slik: Om kraften fra motoren f.eks. kommer inn ved A og B holdes i ro ved hjelp av en clutch/brems, går kraften utvekslet ut ved C. Om kraften går inn ved B mens A holdes fast, går den ut ved C. Og om kraften slippes inn ved C mens A holdes i ro, går kraften ut ved B; osv. Slik kan man enkelt oppnå seks eller flere ulike utvekslinger, pluss revers. Ringhjul med innhold kan bygges sammen til en seriekoblet planetgirkasse, og man får da svært mange utvekslingsforhold. Planetgirkasser brukes bl.a. i automatiske girsystem, i tunge kjøretøys kraftoverføring, og i enkelte andre transmisjoner. Rettskårne tenner og solide dimensjoner gjør at planetgir kan overføre svært store arbeidsmoment. Se også planetgir.

Snart kan nesten hver eneste europeisk personbil leveres med start/stoppsystem, der elektronikken slår av motoren når du stanser og holder brems og clutch inne. Erfaringer rundt i Europa tilsier at det kan spares så mye som 12 - 15 prosent drivstoff på denne måten, sier utviklingssjef Mark Brainard i Hella Electronics. Utslippene av klimagass synker tilsvarende. Spesialistene i det tyske spesialistselskapet ZMDI sier mye av det samme. - Denne form for energi-effektivisering - som senker belastningen på miljøet- er sterkt etterspurt, sier man i det spisstekniske firmaet i Dresden (ZMDI: Zentrum Mikroelektronik Dresden AG). De utvikler og leverer bl.a. momentfølere for elektrisk styring, vinkelmålere for kamaksler, trykkfølere for bremsesystem, opplegg for trykkstyring i commonrail-anlegg, høytemperatursonder for avgassystem, og en rekke andre mikroelektriske løsninger for moderne kjøretøy.Start/stoppteknikken krever bedre kontroll med hva som hender med batteriet, fordi stadig oppstart kan tappe og ødelegge dette om ikke styringen er god nok. Hella og Zmdi er blant de som forsker på enda bedre system, fordi lavere og smartere elektrisk forbruk i kjøretøyet sparer drivstoff og utslipp, i tillegg til å spare batteriet selv. Ytterligere en utfordring er ifølge forsker Carlo Rebughini i Zmdi, å utvikle system for bruk av start/stopp i større automatiske girkasser, en oppgave som særlig USA spent venter på. Slike system vil ifølge Hella komme i bruk fra 2015 og vil nærmest være standard i 2020. Grunnen til at Europa leder an er at ca 80 prosent av den europeiske bilparken fortsatt er manuelt giret.

Trenden med slik automatisk start/stopp i personbiler, som altså er laget for å spare drivstoff og utslipp hver gang bilen stanser, kan på mange måter være tvilsom. Det viser nyere undersøkelser. Ikke bare forurenser bilen litt mer hver gang motoren starter opp igjen, metoden belaster også bilens blybatteri og man må bruke litt ekstra drivstoff for å lade det. Det kan være smartere å bruke de mer energitette litium-ionebatteriene til dette. Det har ingeniører i USA funnet ut, ifølge en melding (august 2011) fra Society of Automotive Engineers. SAE mener at tanken har mye for seg om bare prisen på de nye batteriene kunne falle litt, for nå er de kostbare pga det forholdsvis sjeldne råstoffet. Litium er et (ultralett) metall som stort sett befinner seg i brakkvannsområder. Særlig skal Kina ha økonomisk utvinnbare forekomster.

I en flerhjulsdreven bil (AWD) driver som regel den frontplasserte motoren en girkasse med en sidemontert manuell reduksjonskasse som har uttak for drift av flere aksler. Reduksjonskassen gjør det mulig å kjøre på særlig lave gir slik at motoren kan yte stor kraft også når hjulene går langsomt rundt, noe som er viktig f.eks. ved kjøring i ulendt terreng. Denne løsningen er den normale i militære feltkjøretøy. Slike har også en differensialbrems eller -sperre i hver hjulaksel og dessuten en som er sentralt plassert. Disse forhindrer hjulspinn.

En sivil firehjulsdreven (Four Wheel Drive, 4WD) bil er gjerne av typen SUV (Sports Utility Vehicle), eller av Jeep-type. Der drives alle hjul via en teknisk anordning som minner litt om AWD-systemet, men som gjerne er enklere. Ikke alle 4WD har i dag f.eks. reduksjonsgir, og mange har en automatikk som av seg selv ved behov kobler inn den aksel som vanligvis ikke er med på å drive bilen, vanligvis bakakselen. Føreren trenger da ikke å passe på at bilen har drift på nødvendig antall aksler alt etter kjøre- og føreforhold. Mellom girkasse og bakakselens differensial sitter i slike biler en anordning for kraftoverføring bakover. Det forekommer enkle varianter (clutch-system type Haldex- eller silikonfylt boks á la Ferguson) som reagerer når de drivende hjulene roterer fortere enn de medløpende hjulene bak, og som straks utligner rotasjonsforskjellen ved å koble inn bakhjulsdriften. Slike bokser har et system som reagerer på rotasjonsforskjellen mellom for- og bakaksel og som søker å utligne denne.

Mekaniske systemer som i Jeep osv. fra annen verdenskrig og dagens norske militære feltvogn (Mercedes Geländewagen), har et system med ekstra girspak og reduksjonskasse der man selv legger inn 4WD og evt. reduksjon (lavgir).

Det finnes kostbare, til dels kompliserte elektroniske systemer drevet av sensorer og elektronikk, som spontant «føler» når drivhjulene slurer. En variant her kalles Traction Control (TC). Her merker automatikken at det ene drivhjulet (eller begge) slurer fordi det er dårlig veigrep, og bremser. Automatikken vil også kunne redusere motoreffekten ved å kontrollere innsprøytning og/eller tenning. Sluring måles med ABS-systemets rotasjonssensorer.

I 4WD: Om ett eller begge forhjul slurer kobles systemet inn og trekkraft overføres til bakakselen. I avanserte system vil samtidig slurende forhjul bremses.

Store, dyre biler har dessuten gjerne automatisk girkasse, og elektronikken legger da inn egnet gir alt etter situasjonen. Man kan også selv legge inn et egnet giringsprogram, f.eks. W for Winter. Typiske bilmodeller med svært avanserte kraftoverføringssystem er bl.a. RangeRover, Mitsubishi Pajero, Toyota LandCruiser.

MER OM Bilmotor

En forbrenningsmotor er generelt sett en maskin som utvikler arbeid via en drivgass ved å forbrenne et drivstoff. En bilmotor består av topplokk med ventilsystem og kanaler for gass og evt. kjølevæske, motorblokk med evt. væskekjølesystem, smøresystem med smøreolje, sylindre og stål sylinderfôringer - fôringer må brukes der fabrikken bygger blokken av aluminium - og et veivhus eller en bunnpanne, der veivakselen sitter opplagret. Inne i sylindrene går stempler opp og ned, koblet til veivakselen via en veivstang. En normal bilmotor arbeider i fire takter: innsugning, kompresjon, antenning /ekspansjon (arbeidsslag), og utblåsing. Innsugning skjer via ventiler, en innsugningsmanifold (et grenrør) og et luftfilter, og utblåsing skjer via eksosventiler og eksossystem med eksospotte og en eller flere katalysatorer (evt. også partikkelfilter).

For bilmotorers vedkommende brukes stående eller liggende (bokser) stempelmotorer i rekke- eller V-form, men også wankelmotor er i bruk i viss utstrekning (som i Mazda RX). Luft og drivstoff føres inn i forbrenningsrommet på toppen av sylinderen mellom stempel og topplokk, komprimeres når stemplet går mot topplokket, og antennes. I en bensinmotor antennes blandingen av en tennplugg, i en dieselmotor selvantenner den pga kompresjonen. Men ved start av kald motor benytter man glødeplugg.

Den antente blandingen utvider seg kraftig og trykker på stempelet som i sin tur roterer en veivaksel ved hjelp av veivstenger. Drivstoffet kan være ethvert lett antennelig hydrokarbon, men dagens bilmotor drives enten av høyoktan bensin eller av dieseldrivstoff.

Motorenes effekttall kommer til å øke i årene som kommer, fordi fabrikkene jobber hardt med såkalt downsizing av dem. Det betyr at en motor på 1,5 liter om få år vil yte det samme som det dagens toliter gjør, og få et lavere forbruk. Det siste kommer av at det spesifikke forbruket (g/kW/km) hele tiden synker; noe som skyldes at motorene er bedre trimmet og at tilførselen av drivstoff og luft er bedre elektronisk styrt. I takt med dette stiger også motorens arbeidsevne, dvs. dreiemomentet. Her vinner dieselmotorene klart pga. det høyere forbrenningstrykket - gassarbeidet mot stemplet blir så mye større.

Bilfabrikkantene mener at morgendagens lette turbodieselmotor vil yte oppunder 70 kW (100 hk) per liter og ha et dreiemoment på ca. 300 Nm. En ny tysk 2,2 liters turbodieselmotor ble vist høsten 2008. Der var ytelsen 201 hk/2,2 l = 91,36 hk/l, dvs. 150 kW/2,2 l = 68,18 kW/l. Gjennomsnittlig forbruk skal være 0,58 l per mil med et karbondioksidutslipp på 138 g/km

Med turbodieselmotor menes en dieselmotor som tvangsmates med luft, ved hjelp av en avgassdrevet kompressor turbin, en turbo. Den delen som driver selve kompressoren er en turbin som stikker inn i motorens avgassrør like ved utløpet fra sylinderen. Ved at det tappes overskuddskraft fra avgass-strømmen vil totaløkonomien forbedres. Ved å bruke ladeluftkjøling vil den komprimerte luften fortettes slik at ekstra mye luft (oksygen) blir tilført motoren (intercooler). Videreutvikling av turboprinsippet vil ifølge bilfabrikkene selv, kunne medføre effektiv downsizing også av dieselmotorene. Se dieselmotor.

De første bilmotorene som fikk tvangsmating av luft satt i europeiske løps- og sportsbiler på 1920-tallet. Det dreide seg da om mekaniske kompressor for bensinmotorer, som ble drevet mer eller mindre direkte fra veivakselen. Etter hvert ble begrepet kompressor synonymt med større, kostbare biler, f.eks. Horch, Alfa Romeo, Adler, Mercedes og Bentley. Ofte hadde disse betegnelsen Kompressor etter merkenavnet.

Dieselmotoren utmerker seg ved høy kompresjon, høyt arbeidstrykk (høyt dreiemoment per liter slagvolum) og lavt spesifikt forbruk i g/kWh (gram per kilowatt-time). Først fra siste halvdel av 1990-årene har motortypen virkelig har kommet til sin rett. Den utmerker seg ved elektronisk styrt direkte innsprøytning i flere trinn (multi injection) ved hjelp av common rail, for å få bedre forbrenning og bedre kontroll med prosessen inne i motoren. En moderne dieselmotor med fullgod katalysator er en god erstatning for bensinmotoren, ikke minst pga. sitt 25-30 prosent lavere drivstoff-forbruk.

Det har i alle år vært en utfordring for oljeselskapene å finne smøremidler som tåler det aggressive miljøet (kjemi, temperatur og trykk) i en forbrenningsmotor. Her er en ny utviklingstrend: Med et noen atomer tykt sjikt av et diamantliknende stoff på alle sliteflater kan motorlagre og andre bevegelige deler nærmest få evig liv. Karbonenheter hele nede i en milliarddels meter (nanostørrelse) dampes på en metallflate og gir overlegen ripefasthet. Det er vanlig at forskningsklinikker skaper selskap som utnytter resultatene kommersielt (spin off), et slikt selskap er finske Diarc. De tok tak i nanoutviklingen for noen år siden og klarte å skape en type overflatebehandling basert på TAC, tetrahedral amorf karbon. Dette er en variant av alle de nanokarbon-enhetene som nå er utviklet, inklusive karbonballer og det plane stoffet grafen (gresk etter verbet grafein, å skrive). Generelt er de nanostore karbonenhetene så små at det går mange hundre millioner (!) av dem i et korn kokekaffe. Finnene klarer nå ved hjelp av lavtemperatur vakuum plasmabelegging i autoklaver (vakuumkammere) å skape de nanotynne sjiktene som dramatisk forbedrer metallers rivfasthet. Da blir det kanskje bare å glemme oljeskift heretter?

En gruppe forskere ved Engine Research Center, University of Wisconsin-Madison har vist betydelige forbedringer i en testmotor som ble drevet av et tokomponent drivstoff, bensin pluss diesel. Den ensylindrede forsøksmotoren fra Caterpillar brukte 20 til 25 prosent mindre drivstoff enn vanlig, og oppnådde en termisk virkningsgrad på 60 prosent. Testene ble gjennomført ved at man injiserte en gjennomblandet ladning av bensin/luft og la en serie dieselinjiseringer på toppen av denne. Forsøkene viste at motoren klarte US-kravene til partikkelinnhold og nitrogenoksider (NOx) uten etterbehandling av avgassene. Metoden er mulig pga nyvinninger i elektroniske motorstyringer (bedre sonde- og datateknikk), og et oppjustert common rail system for dieselinjiseringen. Hensikten med forsøkene var å vise et fortsatt utviklingspotensial for forbrenningsmotorer av stempeltype. Diesel reagerer raskere enn bensin med oksygen (tenner fortere), og den relative andelen drivstoff brukes til å styre hele blandingens reaksjonshastighet (flammefront). Arbeider motoren tungt skal den gå på 90/10 bensin/diesel, mens forholdstallene ellers er 90/10 diesel/bensin ved lett jobbing og 100 prosent diesel på tomgang.

Flere og flere eksperter ser ut til å helle i retning av elektrisk drift av biler i fremtiden. Men kostnaden, størrelsen og vekten på batteriene begrenser rekkevidden. En måte å øke denne på er å lade batteriene underveis. For eksempel samarbeider Volvo Personvagnar nå (høst 2010) med to svenske instanser for å få til dette: Svenska Energibyrån og selskapet Powercell Sweden AB. Poenget er å få bygget en kjørbar prototyp av en Volvo C30 med elektrisk drift og produksjon av elektrisk strøm om bord, ved hjelp av en hydrogendrevet brenselcelle. Bilen skal stå klar i 2012 og skal være fullt kjørbar i trafikk.Utfordringen med hydrogenbaserte brenselceller, i tillegg til at hydrogengass ikke er lett tilgjengelig - er at man for å få en rekkevidde av betydning, må drive brenselcellen med for eksempel bensin og en såkalt reformer. Reformeren spalter drivstoffet i hydrogen, oksygen og karbonforbindelser; den produserer ved oksidering klimagassen karbondioksid, noe man nettopp ønsker å unngå i bilparken ved å gå over til elektrisk drift. Det Powercell skal hjelpe Volvos ingeniører i å få til, er å lage en reformer som bare slipper ut en beskjeden andel CO2 sammenlignet med utslippene fra en like sterk bensinmotor. Klarer de det, er mye vunnet.Hydrogen: Hydrogen er universets primære byggestein, opprinnelsen til alle andre stoffer. De andre stoffene blir til ved kjernereaksjoner i såkalte novaer, der hydrogenatomene knuses og så sammenføres til helt nye atomer. Vår lille sol er så liten at den bare produserer helium og varme/stråling av den hydrogengassen den består av. Jordens lagre av hydrogen finnes første og fremst i havet, vann er H2O. Dessuten er det mye hydrogen pr kilo i metangass (CH4) og også mye i bensin. For å få løs hydrogengass må stoffene spaltes. Spaltingen krever energi og varme og kan - de ganger hydrogen er bundet til karbon som i hydrokarboner- produsere karbondioksid, klimagassen som oppstår i vulkaner og jordskjelv, og når man ellers forbrenner noe som inneholder oksygen og karbon.

Enheter. Tidligere ble effekten i en motor angitt i antall hestekrefter, der 1 hk = 75 kg/s. Ifølge SI skal effekt måles i kilowatt, kW. 100 kW er lik 136 hk, mens 100 hk er lik 73,6 kW. Om motoreffekten oppgis i SAE, som er en amerikansk metode, gjelder det netto effekt på veivakselen uten tilbehør som vannpumpe, generator, avgassystem osv. Effekten i DIN er målt i benk med alt i sving og er derfor en riktigere opplysning. Man kan ikke sammenligne en motors DIN-effekt med en annen motors SAE-effekt.

Nye trekk i motorutviklingen: Per november 2009 viste Alfa Romeo en ny ventilstyringsteknikk, dels har amerikanske forskere foreslått en metode for kraftig forbedring av dieselmotorers ytelse.

Alfa Romeos teknikk går ut på at en liten, elektronisk kontrollert styringsenhet ved hver ventil sørger for ventilens bevegelser, slik at systemet med kamaksel, drivreimer og så videre kan elimineres. Enhetens driftssignaler kommer fra den sentrale motorstyringen. Teknikken er i bruk på modellen Alfa Romeo Mieto og gir mer presis variabel ventilstyring samtidig som vekt og effektforbruk reduseres betydelig.

De amerikanske forskernes (Syracuse University) forslag til forbedret drift av dieselmotorer tar ifølge forskerne, utgangspunkt i det forhold at trykk, temperatur og volum i væsker og gasser står i konstant forhold til hverandre. Teknikken går ut på at drivstoffet fra fellesrøret (common rail) sendes til et lite kammer ved hver injeksjonsventil og blir stående der, under trykk. Så fort motorstyringsenheten (CPU) gir beskjed om innsprøytning, åpner ventilen - som her derfor har en mer passiv oppgave enn tidligere -og drivstoff under høyt trykk forlater kammeret og ekspanderer kraftig. Dermed forstøves det så fint at nesten intet drivstoff i dråpeform treffer og slår seg ned på sylindervegger og stempeltopp. Dette gjør at en enda større del av drivstoffet fornbrennes og gir drivkraft. Slik kan forbruket per kW senkes og dermed også utlsippene. Dessuten produserer metoden ifølge forskerne praktisk talt ikke sot og nitrogenoksider. Teknikken er ennå ikke tatt i bruk av noen bilprodusent.

GDI-motorer: En sørkoreansk bilfabrikk vil fra 2011 installere direkte-innsprøytet bensinmotor i en større personbilmodell. Fordelen ved direkte bensininnsprøytning - internasjonalt kalt GDI for gasoline direct injection - er bedre utnyttelse av drivstoffet, med lavere forbruk og klimagassutslipp som følge. Fordi bensin antenner lettere enn dieseldrivstoff er det mer krevende å få til denne driftsformen i bensinmotorer. Drivstoff/luft-blandingen inneholder mer luft og mindre bensin enn normalt i bensinmotorer. Skal den antenne godt under alle driftsforhold slik at forbruket blir lavt i forhold til effekten, må blandingen plasseres slik at den er fet nok til å tenne like ved tennpluggen, men mager nok til å forbrenne nedover i forbrenningsrommet over stemplet. Denne måten å plassere drivstoffet på kalles lagdelt blanding (stratified charge). Flere bilfabrikker har i over femti år forsøkt å bygge motorer som går etter dette prinsippet, og som arbeider like godt under alle driftsforhold. Mercedes har forsøkt og lagt prosjektet på vent, Mitsubishi har gjort det samme. Nå er det altså sørkoreanernes tur til å forsøke seg. Helt nytt (januar 2012)er at Nissan Micra nå kommer med en slik motor.

Nå har det skjedd, det som mange har ventet på en stund: Dagens noe gammeldagse injektorer for direkteinnsprøytede bensinmotorer (type GDI) får reell konkurranse. Det er Continental Automotive som står for nyheten. De nye magnetisk opererte (solenoid) ventilene skal ha mye større presisjon enn det som har vært vanlig for bensinmotorer av denne type (Gasoline Direct Injection). Særlig er dette gunstig for kaldstart og kaldkjøring. Poenget med de nye injektorene er at de klarer å gi ørsmå mengder bensin på riktig måte i er iskaldt system. Før gikk ikke dette pga kravene; motoren SKULLE starte uansett kulde og måtte overfores, noe som gikk ut over forbruk og utslipp. Og for å korte ned tiden til katalysatoren tenner må de bruke avgassystemet omtrent som etterbrenneren i en jagerflymotor.

Slik virker det nye systemet, som kommer for fullt på nye GDI-biler fra 2013: Det kalles en for COSI (COntrolled Solenoid Injection) og er slik bygget at det garanterer presis innsprøytning (i mengde og tid) uansett motortemperatur og - belastning. Det er her ideen om multiinjisering kommer til nytte, en ide som Bosch jo har brukt lenge i dieselmotorsystemene. For å få til en enda mer presis multi-injisering - flere innsprøytninger etter hverandre i en og samme kompresjonstakt - konstruerte Bosch etter hvert piezo-injektoren, som bruker keramiske elementer til å åpne injektorene for drivstoffet. Drivstoffet står under høyt trykk i et samlerør, en s.k. common rail. Det finnes keramer som reagerer på elektrisk strøm ved å utvide seg. Piezo-effekten kalles så pga av det greske verbet for å klemme, piezein. Motsatt avgir de en liten strøm når de sammentrykkes. En stabel keramiske elementer utvider seg p.g.a. tilført strøm og løfter en nål i injektoren, slik at injeksjonshullene åpnes og drivstoffet føres inn i forbrenningsrommet over stempelet i nær-forstøvet form.COSI består av en injektor og en spesialutviklet liten datamaskin, en ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Til systemet hører også en ny høytrykks bensinpumpe. På mikrosekunder tar ASIC i mot signaler fra motorstyringen og fra injektoren selv, og beregner hvilken åpningstid injektoren skal ha. Fordi det bokstavelig talt hersker kaos i en kald motor de første minuttene, har Conti laget et styringsprogram (en algoritme) for ASIC slik at den klarer jobben. Det dreier seg sannsynligvis om den styringsteknikken som kalles fuzzy logic (s.d.). Injektorene er slik bygget at de kan sprøyte inn ørsmå mengder drivstoff i rask rekkefølge, helt ned i tre milligram per injeksjon. Gjentatte lab-tester i en GDI-motor har vist at den går jevnt og med lavt forbruk selv som iskald, med COSI, mens den går svært ujevnt uten. ASIC/COSI vil være tilgjengelig fra 2013 og kan ifølge Conti tilpasses alle eksisterende injektorsystem. Men fortsatt er ikke COSI like kjapt og effektivt som et dieselsystem basert på piezoteknikk, innrømmer Conti. En del av årsaken er at bensin ikke tåler samme grad av kompresjon som dieseldrivstoff gjør. Så utviklingsarbeidet fortsetter, og vil kunne resultere i en COSI-2 om noen år.

Regjeringen i USA bevilget i fjor (januar 2010) hele 187 millioner USD til motorteknisk utviklingsarbeid. Det melder Society of Automotive Engineers (SAE). Den drøye milliarden norske kroner skal brukes til forbedring av motor og kraftoverføring i tunge nyttekjøretøyer, og til personbiler. Industrien regner med over 500 nye årsverk innen forskning, utvikling og programdrift. Over 6 000 nye arbeidsplasser vil bli skapt i produksjonsbedriftene så fort de nye løsningene - som i hovedsak er miljøteknisk motivert - blir satt ut i livet. Mer enn tre firedeler av pengene går til tungbilsatsingen. I USA er tungtransport en helt sentral levevei og sysselsetter hundretusener av ansatte som dag og natt kjører på kryss og tvers over det enorme kontinentet.Mesteparten av pengene går til å redusere forbruk og utslipp i de store åttehjuls landeveistogene. I løpet av 2015 skal man ha redusert utslippene og det kolossale forbruket med 50 prosent. Nyvinningene som skal bidra til å oppnå dette er bedre forbrenningsteknikk i motorene, utvinning av overskuddsvarme, hybridisering av kraftoverføringen og bedre aerodynamikk på vogntogene, som suser fram i nitti km/t time etter time, uke etter uke, år etter år. Brorparten av poengene går til dieselmotorgiganten Cummins. Rundt en firedel av pengene - øremerket personbiler - går til selskapene Delphi og Bosch, som skal raffinere drivstoffsystem og kraftoverføring i personbiler. Bl.a. skal de videreutvikle metoder og teknikker for en ny lavtemperatur forbrenningsprosess (redusert nivå på nitrogenoksidene i avgassen) og forbedret mating av og forbrenning i turbo-dieselmotorer (Bosch).

40 prosent av den varmen en forbrenningsmotor utvikler forsvinner ut gjennom avgassrøret. I takt med at verden i økende grad vil måtte ta vare på de endelige ressursene, øker interessen for teknikker som tar vare på energi som ellers sløses vekk.Snarere enn å drømme om utopiske løsninger, er det ikke minst på kort sikt lurt å redusere sløsingen. General Motors har ifølge informasjon fra Society of Automotive Engineers et sånt forskningsprosjekt på gang. I dette brukes overskuddsvarmen fra motoren til bl.a. å drive en generator som lader et elektrisk batteri. Knepet var å finne en brukbar metode. Et lyst hode kom da til å tenke på minnemetaller. Dette er metaller som reagerer på ytre stimuli som varme og kulde ved å trekke seg sammen eller utvide seg.Direktør Jan Aase ved GM's Vehicle Development Research Laboratory i Michigan, USA sier at de arbeider med små generatorer drevet av slike minnemetaller. Han tenker seg et system av apparater festet til avgassrøret på bilen. Den varme delen av apparatet driver den kalde, som ikke er i kontakt med avgassrøret. Ved at røret hele tiden tilfører varmeenergi til apparatet - som Aase kaller "an SMA-generator" - roterer sylindre som driver generatorer. SMA er den amerikanske forkortelsen for slike metallegeringer (Shape Memory Alloys). Generatorene lader batterier som i sin tur driver klimaanlegg, servostyring og så videre. Aase sier at man realistisk kan regne med ti prosent redusert drivstofforbruk i slike biler. Prosjektet støttes av amerikanske myndigheter.

Før ble en kjemisk blanding kalt Freon brukt som kjølevæske f.eks. i klimaanlegget til kjøretøy. Da stoffet var basert på fluorkarboner med sterk negativ, altså oppløsende effekt på ozonlaget i stratosfæren, ble det forbudt. Et nytt og langt mindre skadelig kjølemiddel kalt R-134 ble godkjent og tatt i bruk. R-134 har en GWP-faktor (Global Warming Potential) som er mye lavere enn Freon men ligger likevel på 1430. Nå (desember 2009) lanserer en internasjonal samarbeidsgruppe under Society of Automotive Engineers (SAE) et nytt stoff kalt HFO-1234yf, med en GWP på bare 4. Stoffet skal være utførlig testet i et program som omfattet 15 bilfabrikker over hele verden, og 18 underleverandører.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.