Wat doet 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. 

Versnel- JTD 2.0 16v JTD 2.0 16v
ling     Totaal Totaal
1 3,800 3,545 12,741 13,411
2 2,235 2,238 7,494 8,466
4 0,971 1,156 3,256 4,373
5 0,763 0,919 2,558 3,477
Eind 3,353 3,783    
 In de tabel links 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.

156 1.9 JTD standaard
Toerental km/u 3e km/u 4e km/u 5e Vermogen Koppel Nm-W3 Nm-W4 Nm-W5
1000 26 36 46 13 91 416 297 234
1500 39 54 69 33 155 705 503 395
2000 51 72 92 73 256 1169 835 656
2500 64 90 114 90 253 1153 823 647
3000 77 108 137 97 227 1036 740 581
3500 90 126 160 101 203 924 660 519
4000 103 144 183 103 181 825 589 463
4500 116 162 206 78 122 555 396 312

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.

156 2.0 16v 155 pk standaard
Toerental km/u 3e km/u 4e km/u 5e Vermogen Koppel Nm-W3 Nm-W4 Nm-W5
2000 41 54 67 45 158 909 691 550
2500 51 67 84 61 171 986 750 596
3000 61 80 101 78 183 1050 799 635
3500 71 94 118 93 187 1073 816 649
4000 81 107 135 107 188 1081 822 653
4500 92 121 152 119 186 1068 812 646
5000 102 134 168 130 183 1050 799 635
5500 112 147 185 141 180 1036 788 626
6000 122 161 202 150 176 1010 768 611
6500 132 174 219 154 166 957 728 579

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?

156 1.9 JTD Massimo tuning
Toerental km/u 3e km/u 4e km/u 5e Vermogen Koppel Nm-W3 Nm-W4 Nm-W5
1000 26 36 46 13 91 416 297 234
1500 39 54 69 35 164 747 534 419
2000 51 72 92 81 285 1297 926 728
2500 64 90 114 103 289 1320 942 740
3000 77 108 137 121 283 1292 923 725
3500 90 126 160 132 265 1208 863 678
4000 103 144 183 135 237 1081 772 607
4500 116 162 206 100 156 712 508 399

 
156 2.0 16v 155 pk getuned
Toerental km/u 3e km/u 4e km/u 5e Vermogen Koppel Nm-W3 Nm-W4 Nm-W5
2000 41 54 67 47 165 949 722 574
2500 51 67 84 65 183 1050 799 635
3000 61 80 101 85 199 1145 870 692
3500 71 94 118 101 203 1166 887 705
4000 81 107 135 115 202 1161 883 702
4500 92 121 152 128 200 1149 874 695
5000 102 134 168 139 195 1123 854 679
5500 112 147 185 150 192 1102 838 666
6000 122 161 202 159 186 1070 814 647
6500 132 174 219 164 177 1019 775 616



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.

  2.4 JTDm GTA 2.4 JTDm GTA
1 3,769 3,500 13,361 13,241
2 2,040 2,253 7,232 8,523
3 1,321 1,520 4,683 5,750
4 0,954 1,161 3,382 4,392
5 0,755 0,971 2,676 3,673
6 0,623 0,818 2,209 3,094
Eind 3,545 3,783    



GTA: 225/45 R17, omtrek 1.99 meter
JTDm 205/55 R16 omtrek 1.99 meter






156 2.4 JTD 20v standaard
Toerental km/u 4e km/u 5e km/u 6e Vermogen Koppel Nm-W4 Nm-W5 Nm-W6
1000 35 45 54 23 162 546 432 357
1500 53 67 81 69 323 1093 865 714
2000 71 89 108 110 386 1307 1034 853
2500 88 112 135 138 388 1311 1038 856
3000 106 134 162 155 363 1228 971 802
3500 124 156 189 170 341 1154 913 754
4000 141 179 217 180 316 1069 846 698
4500 159 201 244 150 234 792 627 517

 
156 2.4 JTD 20v Massimo tuning
Toerental km/u 4e km/u 5e km/u 6e Vermogen Koppel Nm-W4 Nm-W5 Nm-W6
1000 35 45 54 23 162 546 432 357
1500 53 67 81 71 333 1125 890 734
2000 71 89 108 119 418 1414 1119 923
2500 88 112 135 151 424 1435 1136 937
3000 106 134 162 181 424 1433 1134 936
3500 124 156 189 210 422 1426 1128 931
4000 141 179 217 210 369 1247 987 815
4500 159 201 244 190 297 1003 794 655

 
156 GTA standaard
Toerental km/u 4e km/u 5e km/u 6e Vermogen Koppel Nm-W4 Nm-W5 Nm-W6
2000 54 65 77 69 242 1064 890 750
2500 68 81 96 90 253 1111 929 783
3000 81 97 115 112 262 1152 963 812
3500 95 113 135 130 261 1146 958 807
4000 108 130 154 155 272 1196 1000 842
4500 122 146 173 183 286 1255 1049 884
5000 136 162 192 209 294 1290 1079 909
5500 149 178 212 230 294 1290 1079 909
6000 163 195 231 247 289 1270 1062 895
6500 176 211 250 253 273 1201 1004 846
6750 183 219 260 246 256 1124 940 792

 
156 GTA getuned
Toerental km/u 4e km/u 5e km/u 6e Vermogen Koppel Nm-W4 Nm-W5 Nm-W6
2000 54 65 77 70 246 1080 903 761
2500 68 81 96 93 261 1148 960 809
3000 81 97 115 116 272 1193 998 841
3500 95 113 135 135 271 1190 995 839
4000 108 130 154 160 281 1234 1032 870
4500 122 146 173 191 298 1310 1095 923
5000 136 162 192 218 306 1345 1125 948
5500 149 178 212 240 307 1346 1126 949
6000 163 195 231 258 302 1327 1110 935
6500 176 211 250 265 286 1258 1052 886
6750 183 219 260 261 272 1193 998 841






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.