Chiptuning, ......CO2 en Energielabels

Er wordt veel geschreven en gesproken over CO2 en energielabels. In dit hoofdstuk gaan wij in over hoe CO2 uitstoot en energielabels gedefinieerd zijn. En dat deze wel en niet met elkaar een verband hebben. Vervolgens gaan we in op het effect van chiptuning op de CO2 uitstoot en energielabels.

CO2
Tegenwoordig is van elke auto bekend hoeveel gram CO2 per KM wordt uitgestoten. Dit wordt bepaald aan de hand de NEDC test. Via deze link kan men meer lezen over deze test. Dit is een Europese test, die al vele jaren wordt gebruikt. Helaas is deze test echt niet meer van deze tijd, de test is al 30 jaar onveranderd, en eenvoudig te manipuleren. De uitstoot van de meeste auto´s wordt dan ook veel gunstiger gemeten dan deze in werkelijkheid is. Dit is bekend in Europa maar door diverse regelgevingen kan de test op z´n vroegst pas in 2014 worden aangepast. Tot die tijd zitten wij dus met een test die zeer veraf staat van de werkelijkheid. Uit onderzoek van Travelcard en TNO blijkt dat het verbruik bij dieselmotoren met gemiddeld 18% afwijkt, bij benzinemotoren is dat gemiddeld 16%. Afwijking van 46% (!) komen ook voor.

Wel wordt de CO2 steeds belangrijker bij het aanschaffen van een auto. Immers aan de hand van de uitstoot wordt er berekend hoeveel BPM er dient te worden betaald. Een lage CO2 uitstoot is voor fabrikanten dus zeer belangrijk, de NEDC test wordt dan ook flink gemanipuleerd. Ook beschikt tegenwoordig zo´n beetje elke auto over een start stop systeem, juist omdat er tijdens de test veel tijd stil wordt gestaan. Zelfs Ferrari heeft zo´n systeem, om maar te proberen de CO2 uitstoot te verlagen.

Energielabels

Tot 2010 was vooral het energielabel bepalend voor de aanschaf van een auto. Na 2010 zijn de regels meer gericht op CO2 uitstoot en speelt het energielabel een ondergeschikte rol. De rol van het label is nu om te laten zien aan de klant hoe energiegunstig hun auto is. Maar wat zegt nu dit label?

In Europa worden diverse methoden gebruikt voor de bepaling van energielabels. Het Nederlandse systeem werkt met een relatieve klasse-indeling. Hierbij wordt gewerkt met de CO2-uitstoot (in gram per kilometer) plus afmetingen (lengte en breedte) van de auto en met de gemiddelde uitstoot van het Nederlandse wagenpark. Via een berekening wordt zo de relatieve energiezuinigheid bepaald waarna volgens onderstaande tabel een energielabel wordt toegekend:

Energielabel	Zuinigheid ten opzichte van gemiddelde auto uit dezelfde grootte klasse
A	Minstens 20 procent zuiniger
B	20 tot 10 procent zuiniger
C	0 tot 10 procent zuiniger
D	0 tot 10 procent onzuiniger
E	10 tot 20 procent onzuiniger
F	20 tot 30 procent onzuiniger
G	meer dan 30 procent onzuiniger

Elk jaar wordt het gemiddelde opnieuw bepaald. Zo kan het gebeuren dat een auto in 2010 energielabel B heeft en in 2011 label C (!)

Onderverdeling klassegrootte:

Klassegrootte	Grootte van de auto (m2 vloeroppervlak)
Mini (Klein)	5-6 m2 (Bijv. Fiat 500)
Compact	6-7 m2 (Bijv. MiTo)
Kleine middenklasse	7-8 m2 (Bijv. Giulietta)
Grote middenklasse	8-9 m2 (Bijv. 159)
Groot	9-10 m2

Uit bovenstaande tabellen blijkt dus dat voor vaststellen van het energielabel, de oppervlakte van de auto van belang is. Het kan daarom interessant zijn om extra grote bumpers op een auto te schroeven, zodat de auto in een grotere klasse valt en door zijn gunstigere uitstoot t.o.v. andere auto's in die klasse een gunstiger label behaalt.

Dit verklaard waarom de MultiAir 170 pk in de Giulietta een uitstoot heeft van 134 gr CO2 met een A-label en dezelfde motor in de MiTo een uitstoot heeft van 139 gr CO2 met een energielabel C. In zijn klasse heeft de Giulietta een uitstoot die minimaal 20% lager ligt dan de gemiddelde auto in zijn klasse, de uitstoot van de MiTo is slechts tot 10% lager dan gemiddeld. In de praktijk kan het echter zomaar zijn dat de Giulietta een hoger verbruik (en dus CO2 uistoot) heeft dan de MiTo.

Men telt per klassegrootte alle CO2 waarden van de afzonderlijke automodellen bij elkaar op. Dat deelt men door het aantal modellen in die klassegrootte. Dit gemiddelde bepaalde het energielabel van ieder afzonderlijk model volgens de opgegeven tabel.

Het energielabel van 2 auto's uit verschillende klassegrootte mag en kan men niet met elkaar vergelijken.

Het effect van chiptuning

Nu uitgelegd is hoe CO2 uitstoot wordt bepaald en energielabels werken kunnen wij ingaan op het effect van chiptuning hierop. Stel dat na chiptuning opnieuw de CO2 uitstoot bepaald dient te worden, dan kan dat alleen met dezelfde NEDC test. Hier worden vaste protocollen gevolgd qua schakelmomenten, acceleratietijden, tussenpauzes, maximumsnelheden e.d. Het brandstofverbruik blijft gelijk, immers de omstandigheden blijven gelijk en inherent hieraan dus de CO2 uitstoot. Het betreft de CO2 uitstoot zoals deze dus wordt vastgelegd als getal.

Hierboven is het schema te zien volgens welke de NEDC-test verreden moet worden. Op de x-as staat de tijd in seconde. Op de y-as de vereiste snelheid. Om enigszins inzichtelijk te maken wat een dergelijk test van de motor vraagt maken we een kleine rekensom. De hoogst gereden snelheid is 120 km/uur. Dit wordt aan het einde van de test gedaan. Om een auto constant 120 km/uur te laten rijden is slechts zo'n 27 pk nodig.

De formule voor het berekende vermogen luidt namelijk P = 0.5 x Cw x A x v^3

P = vermogen in Watt
Cw = de luchtweerstandcoëfficiënt bijvoorbeeld 0.35
A = het frontaal oppervlak bijvoorbeeld 1.75 m x 1.40 = 2.45 m^2
v = rijsnelheid in m/s = 120/3.6 = 33.3 m/s

Dit geeft voor een gemiddelde auto: 0.5 x 0.35 x 2.45 x 33.3^3 = 15.880 w = 15.9 Kw = 21.6 pk. Maar omdat de rijweerstand niet alleen uit luchtweerstand bestaat maar ook uit aandrijfverliezen en rolweerstand (samen 25%) komt men uit op zo'n 27 pk motorvermogen.

Maar OK, met alleen vermogen is men er nog net niet. Om naar een bepaalde snelheid te accelereren is trekkracht nodig oftewel koppel. Het meest koppel is nodig wanneer men binnen een zo kort mogelijk tijdsbestek een zo groot mogelijk snelheidverschil wenst te behalen. In de grafiek hierboven is dat moment redelijk goed te herkennen. Namelijk de 0-70 km/uur fase vanaf 780 sec. Uit andere gegevens blijkt dat men bij ongeveer 53 km/uur naar de 4e versnelling dient te schakelen. Het gevraagde koppel van de motor is het hoogst wanneer de ingeschakelde overbrenging het kleinst is. Dat is dus de 4e versnelling in dit geval.

Een formule. F = m.a en a = dV/t

F = kracht in Newton
m = massa in kg = 1200 kg
a = versnelling in m/s^2
dV = snelheidverschil in m/s = 70/3.6 = 19.4 m/s (we nemen voor het gemak even de complete interval)
t = benodigde tijd = 40 sec.

F = m.dV/t = 1200 x 19.4/40 = 582 N

Om van deze kracht naar een koppel te komen gebruiken we de volgende formule: M = F.a
M = moment in Nm
F = kracht in Newton = 582 N
a = arm in meters = diameter van een wiel = 0.32 meter
M = 582 x 0.32 = 186 Nm

Aan de wielen is dus 186 Nm nodig. Maar er zijn natuurlijk ook aandrijfverliezen in de vorm van rolweerstand en weerstanden in de versnellingsbak We stellen deze even op 15%. Dus: 186 Nm + 15% = 214 Nm.

Dit koppel wordt echter gereduceerd in de eindoverbrenging en de ingeschakelde versnelling. De gemiddelde eindoverbrenging is 1:3.5. De gemiddelde 4e versnelling is 1:1. Totale overbrenging dus 1 op 3.5. Het koppel aan de motor zou dan 214/3.5 = 61 Nm zijn.
Maar om 70 km constant te rijden is ook weer een bepaalde hoeveelheid vermogen nodig. Met de eerder genoemde formule is dit:
4.1 pk zijn + 25% verliezen aan aandrijving en rolweerstand = 5.1 pk. Maar de vraag is hoeveel koppel aan de wielen staat gelijk aan 5.1 pk bij 70 km/uur ? Het rekenkundige verband tussen Koppel en vermogen is:

P = M x v ==> M = P/v
P = vermogen in watt
M = koppel in Nm
v = omtreksnelheid = m/s = 2 x Pi x n
n = toerental in omw/s
1 Kw = 1.36 pk

70 km/uur = 19.4 m/s met een wieldiameter van 0.32 m = 2.01 meter omtrek = 9.67 omw/s.

M = 5.100/1.36 / (2 x 3.1415 x 9.67) = 62 Nm
Dus om 70 km.uur constant te rijden is 62 Nm aan de wielen nodig. Aan de motor is dat 62/3.5 = 18 Nm.

Totaal is dus het maximaal gevraagde koppel 61 + 18 = 79 Nm en 27 pk.

Conclusie: om een NEDC test te kunnen rijden met een auto van 1200 kg is slecht zo'n 27 pk en maximaal 79 Nm nodig.

Bij chiptuning zet men als het ware een extra koppel en vermogen bovenop het al aanwezige koppel en vermogen. Maar omdat tijdens te test maar een zeer beperkt deel van het reeds beschikbare koppel en vermogen wordt aangesproken, hoe kan extra koppel en vermogen dan invloed uitoefenen op de test en daarom op de uitstoot?

De conclusie is simpel. DAT KAN NIET !!! Kortom, chiptuning beïnvloedt de opgegeven CO2 uitstoot niet en heeft ook geen invloed op het energielabel!!

Een groot misverstand is de meting tijdens de APK keuring. Uit de vragen die wij krijgen vermoeden wij dat veel mensen denken dat dan de CO2 uitstoot wordt gemeten. Het betreft hier een "viergastest" voor benzine modellen en een roetmeting voor diesels. Bij de viergastest worden HC (onverbrande koolwaterstoffen = brandstof in ppm = parts/miljoen), O2 (zuurstof in vol%), CO (koolmonoxide in vol%) en CO2 (kooldioxide in vol%) Er wordt dus wel degelijk CO2 gemeten echter deze waarde MOET 14.8 volume procent zijn van het totaal. Als dit afwijkt geeft dit absoluut niet aan dat de CO2 test in gedrang komt. Het zou aangeven dat de verbranding niet optimaal is wat veroorzaakt wordt door technisch defect.

Bij diesels wordt een roetmeting gedaan. Voor moderne diesels een absoluut overbodige meting. Deze test is vooral bedoeld voor oude diesels. Desondanks wordt hij toch ook op moderne diesels toegepast omdat de procedure dat nu eenmaal voorschrijft.