Koppel in de praktijk
Rond de termen koppel en vermogen doen veel misverstanden de ronde. In het artikel “wat is koppel en vermogen” wordt theoretisch uitgelegd hoe koppel en vermogen ontstaat. Maar wat merk je er nu van in de praktijk? Een van de grootste misverstanden is het hoge koppel van een dieselmotor ten opzichte van het veel lagere koppel van een “vergelijkbare” benzinemotor. Vergelijkbaar staat tussen aanhalingstekens, omdat men een dieselmotor eigenlijk niet kan vergelijken met een benzinemotor. Toch gaan we dit doen in het onderstaande voorbeeld.
We vergelijken een Alfa 156 1.9 JTD 105 pk met een Alfa 156 2.0 16v 155 pk versie. Beide Euro 2 uitvoering. De 1.9 JTD levert 255 Nm bij 2000 toeren per minuut. De 2.0 16v doet slechts 187 Nm bij 3500 toeren per minuut. Op papier een verschil van 68 Nm in het nadeel van de benzinemotor. De benzinemotor levert echter 50 pk meer. De JTD doet 105 pk bij 4000 toeren per minuut tegen 155 pk voor de benzine broeder. Meer vermogen maar minder koppel, hoe uit zich dit in de praktijk? We gaan dit theoretisch toelichten. Daarvoor zijn de volgende gegevens van belang.
In de tabel hieronder zijn de overbrengingsverhoudingen van de versnellingsbak gegeven. “Eind” staat voor eindreductie oftewel de overbrenging van het differentieel. De kolommen “totaal” geven de totale overbrengingsverhouding aan. Oftewel de afzonderlijke versnelling vermenigvuldigt met de eindoverbrenging.
De wielen op beide auto’s zijn gelijk met als bandenmaat 185/65 R15. Voor de berekening hebben we de omtrek van de band nodig. Uit berekening blijkt dat deze 1,95 meter is. Tenslotte hebben we het koppel en vermogensverloop nodig van beide auto’s.
Voordat we met deze gegevens gaan rekenen is het belangrijk te weten dat het afgegeven vermogen van een motor NIET wordt omgezet in de aandrijflijn. Het koppel of draaimoment van een motor wordt daarentegen WEL omgezet in de aandrijflijn. Uiteraard zijn er wel aandrijfverliezen. Maar om het verhaal niet te ingewikkeld te maken en omdat deze voor beide auto’s nagenoeg gelijk zijn laten we die voor nu buiten beschouwing.
Met deze gegevens kunnen we de volgende tabel maken.
Toerental: toerental van de motor
km/u 3e, 4e, 5e: snelheid in de 3e, 4e, 5e versnelling
Vermogen: vermogen gemeten aan motor
Koppel: koppel gemeten aan de motor
Nm-W3, W4, W5: berekende koppel aan de wielen
Wat we hier hebben gedaan is aan de hand van de overbrengingsverhoudingen het koppel berekend aan de wielen. Oftewel bij 3000 toeren in de 5e versnelling rijdt een 156 1.9 JTD 137 km/uur en levert bij volgas een koppel aan de wielen van 581 Nm. Waarom nu juist “koppel aan de wielen”? Wanneer men het koppel aan de wielen omrekent naar een directe voorwaartse kracht kan men een hele goede voorstelling maken van wat er gebeurt. Men hoeft daarvoor alleen maar het koppel te delen door de straal (halve diameter) van het wiel. Maar opnieuw voor de eenvoud van het verhaal gaan we dat nu niet doen.
Wanneer we deze zelfde berekening maken voor de Alfa 156 2.0 16v krijgt men de volgende tabel.
Wanneer we beide tabellen samenvoegen tot een grafiek, waarbij het koppel aan de wielen in de verschillende versnellingen uitzetten tegen de snelheid van de auto, krijgen we het volgende resultaat.
Deze grafiek zegt in feite alles over het verschil in trekkracht op de weg. Wat kan men hier bijvoorbeeld uit aflezen? Wanneer beide auto’s in dezelfde versnelling rijden trekt een JTD vooral in de 3e versnelling duidelijk harder dan de benzine broeder. Echter houdt dit na zo’n 70 km per uur op en trekt de benzine auto harder. Bij 100 moet de diesel schakelen omdat de toeren op zijn, de benzine is dan allang weg. Wanneer men vol door de toeren heen trekt heeft een JTD nauwelijks een koppel terugval aan de wielen bij het overschakelen, een benzine auto heeft dit veel meer.
Conclusie: Een JTD is alleen onder de 70 km/uur superieur aan de benzine auto, daarboven moet hij duidelijk z’n meerdere erkennen. Maar hoe zien de tabellen en grafiek eruit als beide auto’s getuned worden?
De koppel en vermogenswinst bij de JTD is veel groter dan bij de benzine broeder. De JTD kan nu tot 90 km/uur de benzine de baas blijven, mits deze in de 3e versnelling blijft. Opvallend is wel dat wanneer beide auto’s in de 5e versnelling rijden er tussen 80 en 160 km uur weinig verschil meer is. Wanneer beide in de 4e versnelling rijden is de diesel machtiger tussen 70 en 125 km/uur. Echter wanneer de benzine een versnelling terug schakelt is de JTD nergens meer.
Kortom, men mag dieselkoppel nooit 1 op 1 vergelijken met benzinekoppel. Door het kleinere toerenbereik van een diesel heeft men langere versnellingen nodig om snelheid te kunnen maken. En juist door die langere versnellingen wordt het koppel meer gereduceerd dan bij een “vergelijkbare” benzine auto.
Wanneer men een enigszins zinvolle vergelijking zou willen maken tussen een dieselmotor en een benzine motor, zou men het koppel moeten delen door de verhouding in het toerenbereik van beiden. Gemiddeld genomen komt men uit 4000 tot 6000 oftewel 2:3. 300 Nm dieselkoppel kan men vergelijken met 200 Nm benzine koppel.
Hier nog een voorbeeld voor de liefhebber. Een 156 GTA tegen een 156 2.4 JTDm 20v 175 pk.
GTA: 225/45 R17, omtrek 1.99m
JTDm: 205/55 R16 omtrek 1.99m
Wanneer beide auto’s in dezelfde versnelling tegen elkaar accelereren zal het een kwestie van stuivertje wisselen zijn. Als de GTA echter steeds 1 versnelling lager gaat rijden is de 2.4 JTDm nergens meer. Vergelijk de JTDm 5e met de GTA 4e. Het snelheidsbereik is vergelijkbaar. Het koppel aan de wielen van de GTA is altijd hoger dan dat van de JTDm. Hetzelfde geldt natuurlijk ook voor de JTDm in 6e en de GTA in 5e. Zelfs als de GTA in 5e aan het einde van z’n toeren is en gedwongen wordt over te schakelen naar 6e is het koppel aan de wielen nog duidelijk hoger.
Laatst bijgewerkt: 2008