4x4-Professor: Spoed teenoor spiere
JY LEES NOU 4x4-Professor: Spoed teenoor spiere
Wat is krag en wringkrag? Hoe verskil hulle van mekaar en waarom bied petrolenjins meer van die een soort en dieselenjins meer van die ander?
Terwyl die deursnee-moto­ris fokus op die prys, kattebakgrootte en die aantal sitplekke van 'n motor, kyk ware petrolkoppe na 'n ander stel syfers: Krag en wringkrag.
Toe dié petrolkoppe nog jonk was en Top Trump-kaarte gespeel het, het hulle die tegniese spesifikasies langs enjinkapasiteit en perdekrag uitgeskree en waarskynlik min ag geslaan op die voertuig se breedte en gewig.
Die ou met 'n Ford Capri-kaart (400 Pk.) in sy hand het breed geglimlag terwyl die moed van sy maat met die Renault 5-kaart (70 Pk.) tot in sy skoene gesak het.
Maar wat is krag en wat is wringkrag? Voor ons by die tegniese definisie kom, moet ons eers gesels oor petrol- en dieselenjins.
Creme soda of Coke?
Die eerste werklik suksesvolle vonkontsteking-binnebrand­enjin is in 1876 deur die Duitser Nikolaus August Otto gebou. Vroeër was daar pogings deur uitvinders in Frankryk en Brittanje, maar Otto se enjins was nou maar eenmaal net beter. Otto-enjins is oorspronklik deur steenkoolgas aangedryf, maar latere modelle het verskeie vlugtigepetroleum-produkte gebruik, waaronder ligroïen en bensien.
In 'n petrolenjin word 'n mengsel van lug en petroldamp deur 'n vonk in die ontbrandings­kamer aangesteek. Die gepaardgaande ontploffing roteer 'n krukas wat op sy beurt die voertuig se wiele draai. Dis 'n kort beskrywing wat 'n hele paar stappe uitlaat, maar dis kortom wat gebeur. Petrol­enjins is bekend daarvoor dat hulle baie krag lewer.
Dieselenjins het later gekom toe Rudolf Diesel in 1893 sy drukontsteking-binnebrand­enjin gebou het. Diesel se oorspronklike enjin het met fyngemaalde steenkoolstof gewerk en latere modelle is onder meer deur grondboontjieolie aangedryf. Die brandstof wat deesdae dieselenjins aandryf, is in wese halfverwerkte petrol, maar dit kan net sowel geraffineerde kookolie of 'n ander "swaar" vlambare vloeistof wees.
Diesel, die brandstof, is dus na die soort enjin genoem (en die enjin na sy uitvinder) terwyl die petrolenjin sy naam van sy brandstof – petroleum – gekry het.
In dieselenjins word 'n meng­sel van lug en brandstof onder hoë druk saamgepers totdat dit spontaan ontvlam. Wat volg, is identies aan 'n pet­rolenjin se aandrywingstelsel, maar 'n dieselenjin is meer bekend vir sy wringkrag as krag.
Maar wat is krag en wringkrag?
Krag is die hoeveelheid werk wat 'n enjin in 'n gegewe tyd kan verrig en die energie wat in daardie tydperk vrygestel word. Een perdekrag is gelyk aan 146 W, en 1 W is gelykstaande aan 1 Joule wat in 1 s verbruik word. Een Joule is die energie wat na 'n voorwerp oorgedra word wanneer die krag van een Newton op die voorwerp in die rigting van sy beweging optree oor 'n afstand van 1 m (dus 1 Newtonmeter, of Nm). Een Newton is die krag wat nodig is om 1 kg massa te versnel teen 1 m/s in die rigting van die toegepaste krag.
En dit bring ons by wringkrag, uitgedruk in Nm. Wringkrag is 'n meting van hoeveel draaikrag 'n enjin se krukas op 'n dryfas kan uitoefen. Wringkrag is eweredig aan die drukverhouding, verplasing en slaglengte van 'n enjin, maar nie die revolusies nie, aangesien maksimumwringkrag bereik kan word voor maksimumrevolusies.
Behalwe vir sy unieke soort ontbranding het 'n dieselenjin 'n langer suierslag wat meer hefboomaksie op die krukas uitoefen en dít verskaf uitstekende wringkrag. 'n Petrolenjin, daarteenoor, het 'n korter slaglengte met kleiner onderdele wat vinniger beweeg – krag is direk proporsioneel tot revolusies per minuut (r.p.m.) – en hoewel 'n petrolenjin wringkrag inboet, is hy meer energiek en daarom wek hy meer krag op (uitgedruk in kW).
Dink so daaraan: 'n Jagluiperd kan 'n afstand van 120 km in een uur aflê (as hy Energade én 'n Disprin drink), maar daarna is hy pê. 'n Buffel neem drie maal langer om dieselfde afstand te hardloop, maar jy kan op sy rug ry (as hy jou toelaat) terwyl hy dit doen.
Buffel of jagluiperd?
Kyk na die grafieke hierbo van twee enjins – een petrol en een diesel – met 'n eenderse verplasinggrootte. Die lesing is geneem oor 'n tydperk van 10 s en dit skop af sodra jy die versnellerpedaal plattrap.
Die petrolenjin het 'n langer lineêre kragkurwe wat geleidelik vanaf lae revolusies tot die maksimumrevolusies klim. Teen 8 000 r.p.m. bereik hy die maksimumkraglewering van 500 kW en daarna daal die doeltreffendheid. Ná 10 s kon die enjin 'n indrukwekkende 8 500 r.p.m. bereik.
Die dieselenjin se maksimumkraglewering is laer teen 450 kW, maar dit vind al op 4 500 r.p.m. plaas. Ná 10 s kon die dieselenjin slegs 5 750 r.p.m. haal.
Die petrolenjin het ook 'n langer lineêre wringkragkurwe wat geleidelik vanaf lae revolusies tot die maksimum­revolusie klim, en teen 7 500 r.p.m. is die wringkrag teen 350 Nm uitgeput.
Die dieselenjin haal 'n verstommende 580 Nm-wringkrag teen 'n lae 4 250 r.p.m.
Wat beteken dit vir my trokkie?
Met 'n dieselenjin het jy hope wringkrag teen lae revolusies, wat handig te pas kom wanneer jy stadig oor rotse moet kruip. Jy hoef die versnellerpedaal net liggies te trap om momentum te behou. 'n Petrolenjin sukkel hiermee en jy moet die toere hoog hou, anders is daar te min wringkrag om die hindernis baas te raak.
In sand is die situasie weer omgekeerd. As jy deur die Namib se duine ry, tel die egalige kragkurwe van 'n petrol­enjin in jou guns. Die platter wringkragkurwe keer ook dat jou bande ingrawe en die ekstra krag help dat jy oor enorme duine kan bulder. Diesels sukkel meer hier, want 'n dieselenjin is nie so gretig en gewillig as 'n petrolenjin nie.
As enjins sterretekens gehad het, was die petrol 'n vurige skerpioen en die diesel 'n betroubare bul. 'n Opvlieënde petrolskerpioen bars deur 'n baksteenmuur dat die stene spat, maar die bestendige diesel­bul druk die muur plat en sleep boonop 'n vrag bakstene agterna.
'n Dieselenjin omskep 40% van die potensiële energie in sy brandstof oor na kinetiese energie (om jou trokkie te laat loop) en petrolenjins dra slegs 25% oor na beweging. Die res van die energie gaan verlore in dinge soos geraas en hitte. Jy bespaar dus brandstof met 'n dieselenjin én 'n dieselenjin raak nie naastenby so warm as 'n petrolenjin nie – goeie nuus as die helfte van die Marienfluss se gras tussen die uitlaatpyp en die onderstel versamel het.
Wringkrag, en nié krag nie, is uiteindelik wat 'n veldryer uit 'n moddergat trek of teen 'n steil bult laat uitklouter. Daarom is 'n dieselenjin gewoonlik die beter keuse in 4x4-toestande.
'n Bietjie geskiedenis
Waar kom Amerikaners aan die woord "gasoline"? John Cassell, 'n vindingryke Brit, het in 1862 met sy gepatenteerde petroleum-produk Cazeline Oil gesmous. (Terloops, die woord "petroleum" kom uit Latyns en beteken "mineraalolie".) Cassell se Cazeline is gebruik in lampe en lanterns, en dit was gewild omdat dit 'n buitengewoon helder vlam gelewer het.
'n Ier met die naam Samuel Boyd het 'n namaaksel van Cassell se olie verkoop, en om die patentwet te systap het hy sý produk as Gazelene bemark.
Boyd se Gazelene is later in Amerikaanse vonkontsteking-binnebrandenjins gebruik en dis mettertyd in die volksmond verander na "gasoline". Die Britse kolonies het aangeboer met die wetenskaplike naam petroleum, verkort na petrol. Die meeste nasies van die wêreld praat egter van benzin (nie bensien nie), terwyl Spanje en Portugal ook na petrol verwys as "gasolina".
Vra die professor
Het jy 'n kwelvraag vir die 4x4-professor? Iets soos wat gebeur as jy per ongeluk petrol in jou dieselvoertuig se tenk tap?