Slik blir fremtidens motor

CCS står for Combined Combustion System og er VWs nye forbrenningsmotor som tar med seg de beste egenskapene fra dagens bensin- og dieselmotorer. Samtidig er varme brenselceller VWs siste hotte innen hydrogen. Men kanskje går likevel batteri-utviklingen så fort at vi kan glemme hele hydrogengreia?

CCS - blanda forbrenningssystem. Vis mer

Slik blir fremtidens motor

  1. Store bilder
Dr Wolfgang Steiger - motorutviklingssjef i VW. Vis mer


VALENCIA (DinSide Motor): Det var rene delikatesseforretningen VWs utviklingsavdeling nylig åpnet for oss i Valencia. Vi fikk se og prøvekjøre diverse motorteknologi for både nær og fjern fremtid. Men akkurat som i en godtebutikk, hvor den uerfarne fort spiser seg mett og kvalm, ble vi både blendet og forvirret. Så hva skjer egentlig når, hvorfor og hvordan?

Fremtiden er elektrisk

- Naturlig nok jobber VW over en bred palett, starter Dr Wolfgang Steiger, VW-sjef for motorforskning, å fortelle oss. Og sannelig fikk vi ta og føle litt på de frustrasjoner og utfordringer ingeniørene har med å skape vår bilfremtid. Ikke bare skal motorteknologien dukke opp, også drivstoffet skal oppfinnes, politikergodkjennes og kunne distribueres. Utviklingen kan strengt tatt gå i alle retninger. Dr Steigers hovedpoenger var likevel at:
- Det er lenge til vi blir kvitt oljen, forbruket fremover kommer til å øke.
- Vi får lange perioder med mange drivstoffsalternativer samtidig.
- Vi ender med elektriske biler, kanskje som hydrogenhybrid, eller kanskje ren elektrisitet.

Nåværende teknologi

BlueMotion-teknologien (over) og CNG-drift er blant dagens mest miljøsnille motorer. Vis mer
Vis mer


Heldigvis fortsatte denne VW-fremtidsøkten lett pedagogisk, først med løsninger som allerede er i bruk, og siden med de som ligger i mer eller mindre nær fremtid. Et eksempel på førstnevnte er komprimert naturgass (CNG) som er i bruk i Touran per dags dato. Bilen vi fikk kjøre har 109 hester og en rekkevidde på over 300 kilometer med CNG. Kilometerprisen med CNG skal i Tyskland kun være halvparten av tilsvarende med bensin. Bilen har for øvrig bensintank som backup og svitsjer umerkelig over når man er tom for gass. De fire gasstankene er hendig plassert under gulvet. Med gassdrift gjør bilen null til hundre på 13,5 sekunder og når en toppfart på 180 kilometer i timen. Likevel slipper den visstnok ut 80 prosent mindre CO, 73 prosent mindre NOX og 23 prosent mindre CO2 enn tilsvarende bensinbil. I Tyskland er CNG-utbredelsen på vei opp, med 1.000 forventede stasjoner i 2007.

Nær fremtid

Diger Multivan med pinglete 1,4-liters motor fungerte over all forventning. Eksempel på VWs strategi for at en enkelt motor kan skreddersys til mange forskjellige formål. Vis mer


Videre fikk vi to sterke eksempler på kommende bruk av VWs lille og spennende 1,4-liters TSI-motor, med både turbo og kompressor. Motoren er i dag begrenset til bruk i Golf, Jetta og Touran, men vi fikk også smake på hvordan den i nær framtid kan brukes i tyngre kjøretøyer. Blant annet kjørte vi en 2,2 tonn tung VW Multivan med denne lille tassen av en motor. Og vi kan ikke annet enn å bli imponert av ytelser som 12,6 sekunder fra null til hundre og en toppfart på 187 killometer i timen i en slik motor/bil-kombinasjon - kombinert med et forbruk på under en liter per mil. VW har også utviklet 1,4-literen i en kombidrivstoffsutgave som kan gå på både bensin og CNG. Da yter den 150 hester, mer enn nok til å drive en Passat. Vi fikk erfare direkte fordelen det gir å ha kompressoren i bunn av turtallsregisteret for å veie opp for turboforsinkelsen da vi i testbilen hadde muligheten til å koble ut kompressoren under kjøring.

CCS - bensin og diesel

Fra venstre diesel, CCS og bensin - forskjellige innsprøytningstidspunkt og tenning gir forskjellige egenskaper. Plansjen under skal vise at CCS lykkes med lavt forbruk og lavt utslipp. Vis mer
Vis mer


Etter først å ha sett på relativt ordinær teknikk, var tiden kommet for å smake på mer avanserte saker - CCS. Bokstavene står for Combined Combustion System, eller på norsk blanda forbrenningssystem. "Revolusjon" er det noen som har sagt, men VW er selv mer forsiktige med ordene og beskriver systemet som en mulig revolusjon i fremtiden.
OBS 1 Vi snakker ikke her om å blande drivstoffene bensin og diesel, men om en forbrenningsprosess som er en miks av hva som skjer i dieselmotorer (selvantenning) og bensinmotorer (tennplugg). Poenget er å oppnå bensinmotorens rene forbrenning og dieselmotorens lave forbruk.
OBS 2 Motoren krever et nydesignet drivstoff for å fikse dette.
Her må vi nesten se på hvilke egenskaper ved bensin- og dieselkonstruksjonene som er kombinert:

CCS kort fortalt

Utviklingsbiler ser ut som rullende laboratorier. Navigasjonen er konvertert til dataskjerm - for så slipper ingeniøren å kjøre med laptopen på fanget. Vis mer
Vis mer


I bensinmotoren sprøytes det flytende drivstoffet inn når stempelet er på vei nedover. I det øyeblikket stempelet vender nesen oppover igjen, starter prosessen med å komprimere og varme opp denne luft/drivstoffblandingen. Og innen stempelet når toppunktet (TDC), har drivstoffet gått over i gassform og er jevnt fordelt. Ingeniørene betegner dette som homogen distribusjon. Straks etter antennes det av tennpluggen.

I dieselmotoren er prosessen slik at drivstoffet først sprøytes inn når stempelet nærmer seg toppen, mens luften i stempelet allerede er sterkt komprimert og oppvarmet. Deretter selvantenner dieselen straks etter TDC. I moderne dieselmotorer antennes det riktignok ikke før ganske lenge etter TDC, for å redusere NOx mest mulig, men dette tiltaket øker samtidig forbruket.

CCS-forbrenningen blir altså en mellomting. Drivstoffet sprøytes inn mens stempelet er på vei oppover. Drivstoff-luft-blandingen komprimeres og varmes og går for en stor del over i homogent distribuert gassform, før blandingen selvantenner så kort tid etter TDC som mulig.

And so what?

Jo, nå skal du høre; den homogene distribusjonen av drivstoffet, godt hjulpet av høy grad av resirkulert, oksygenfattig eksos, gir altså en forbrenning like ren som i en bensinmotor. Og med antenning nærmest umiddelbart etter TDC, øker effektiviteten fem prosent i forhold til en konvensjonell dieselmotor. En forutsetning for å få til dette, er likevel et helt nytt drivstoff designet med de egenskapene som skal til for å få den rette homogene distribusjonen i forbrenningen.

Krever Syn- eller SunFuel

SunFuel finnes alt og kan taes i bruk i eksisterende motorer. Vis mer


Og det har selvsagt VW-folka jobbet med i noen år, med fokus på blant annet syntetisk drivstoff fra naturgass og biomasse. VW benevner drivstoffene som henholdsvis SynFuel og SunFuel, og de skal være usedvanlig hensiktmessige med tanke på å designe de rette egenskapene. Begge alternativene er miljøgunstige som en erstatning for råoljebasert drivstoff, og SunFuel er dessuten CO2-nøytralt. Begge deler skal dessuten kunne være allment tilgjengelig i nær fremtid.

Fortsatt forvirret?

Vis mer


Etter å ha fått kjøre en kort runde med forsøksmotoren basert på en toliters TDI installert i en Touran, skjønner vi litt mer. CCS-motoren er altså en ny brikke i den forventede lange og flytende overgangen fra dagens oljedrikkende forbrenningsmotorer til vi en gang i fremtiden kan kjøre biler drevet av fornybart drivstoff og helt uten skadelige utslipp. CCS forbruker mindre av det tross alt dyrebare CO2-nøytrale biodrivstoffet vi skal produsere, og CCS forurenser samtidig lite. Men fortsatt er det noen år til CCS er på markedet. I testbilen, som for øvrig oppførte seg som hvilken som helst annet moderne toliters diesel, er det foreløpig kun under delvis belastning at CCS-forbrenningen fungerer.

Varme hydrogenceller

Foreløpig måtte vi nok nøye oss med å kjøre bil med konvensjonelle brenselceller. Varme celler ventes tidligst i testkjøretøy i 2009. Vis mer
Vis mer


CCS er ikke det eneste nye fra VW. Vi fikk også innblikk i det de betegner som kun et par uker gammelt gjennombrudd for brenselcelleteknologien - kort sagt høyere temperatur.
Dagens systemer opererer visstnok i området rundt 80 grader (membrantemperatur). Dette krever imidlertid høyst kompliserte og dyre kjølesystemer, samtidig som systemet også krever et tungt og plasskrevende fuktesystem for hydrogen/luft-blandingen.
Den nye høytemperaturmembranen VW har utviklet tåler imidlertid å kjøres konstant på 120 grader, samtidig som systemet ikke lenger trenger å bruke fuktesystem. Dermed spares både betydelig vekt, og inntil 30 prosent plass.
- Et vesentlig poeng, fremhever Dr Wolfgang Steiger, er at biler med lavtemperatur brenselceller ikke kan kjøre fortere enn 140 kilometer i timen. Med våre varme celler kan vi nå 200.
Men det ligger et stykke fram i tid - VW anslår at de har den første fungerende høytemperaturmotoren i et kjøretøy innen år 2010. Kommersiell teknolog skal være ferdig innen 2020.

Tar batteriteknologien av?

Passat med 1,4-liters motor som både kjører på bensin og CNG. Yter 150 hester i denne utgaven. Vis mer


Dr. Steiger har hele tiden presisert at VW har sterk tro på elektrifisering av sine framtidsbiler, altså at elektrisk drift vil være en kjernefaktor.
- Foreløpig ser jo en brencelcelle/batteri-hybrid ut til å være mest sannsynlige kombinasjon. Men det er et spørsmål om utviklingstakt. Vi jobber parallelt hardt med lithium-ion-teknologi, og vi skal ikke se vekk fra at det kan føre til at brenselcellen blir overflødig.
Med 100 kilo batterier oppgir VW at de i dag kan supplere opp til 10-20 kilometer kjørelengde. I følge VW er imidlertid akseptabel kjørelengde for den alminnelige bruker minste det tidobbelte av dette.

Noen bilder finner du her.