Formule 1-techniek: alles over Turbulent Jet Igniton

Mercedes en Ferrari hadden het al en Renault (of TAG Heuer) nu ook; Turbulent Jet Ignition. Maar wat is TJI precies en waarom levert het zomaar 30+ pk's extra op? We praten je bij.

Techniek in de Formule 1 is aardig ingewikkeld, da's een understatement. Toch gaan we een poging wagen om je uit te leggen hoe het komt dat de topteams wat betreft motorvermogen absoluut boven de rest van het veld uitsteken. Naast (test)faciliteiten, duurbetaalde ontwerpers en geschikte managers is ook op het hoogste niveau van de autosport altijd behoefte aan ordinaire pk's.

TJI komt feitelijk neer op het verder verbeteren van de verbranding in de verbrandingskamer, want dat levert relatief meer vermogen en een lager verbruik op. Dat laatste lijkt niet belangrijk in de F1 want daar doen ze niet aan bijtelling, maar teams zitten nog steeds vast aan een maximum brandstofverbruik. Een opfrisser over de werking van de verbrandingsmotor vind je trouwens HIER.

Het principe werkt - in Jip en Janneke-taal- ongeveer als volgt. Zie het systeem als een soort vervanger van de aloude bougie, zo'n beetje het enige min of meer conventionele onderdeel aan een Formule 1-auto anno nu. Een klein deel van het in te spuiten mengsel van lucht en brandstof (minder dan 5%) wordt in een aparte verbrandingskamer bovenin de cilinder door een bougie tot ontploffen gebracht. Via kleine gaatjes in een soort injector worden de vonkjes die hierdoor ontstaan "doorgegeven" aan de grote verbrandingskamer waar de power vandaan komt.

Hier wordt het overgrote gedeelte van het brandbare mengsel lucht/brandstof ingespoten, meer dan 95%. Dit is ook het deel van de brandstof dat er uiteindelijk voor de arbeidsslag zorgt. Het mengsel uit het kleine kamertje (nee, niet dát kamertje) neemt dus de taak van de bougie over, met één belangrijk verschil. De bougie vonkt namelijk op één plek, terwijl het verbrande mengsel uit de kleine kamer via verschillende gaatjes gelijkmatiger over meerdere "vonkjes" in de cilinder wordt verdeeld.

De gevolgen

Allereerst wordt er in één keer een veel grotere druk op de zuiger uitgeoefend, omdat de verbranding over meerdere punten en over een groter oppervlak wordt verspreid. Hierdoor wordt het risico op pingelen (spontane ontbranding van het mengsel, zéér schadelijk voor de motor) voorkomen. Met andere woorden: de compressie kan veilig een paar tandjes worden opgeschroefd zonder pingelgevaar.

Verder heeft het systeem gunstige gevolgen voor het verbruik van de 1.6-liter turbomotoren. Hoe dat komt? Alleen het mengsel in de kleine kamer hoeft "rijk" te worden afgesteld (relatief veel brandstof ten opzichte van de hoeveelheid lucht). Daardoor kan het mengsel in de grote kamer (en dus ook het overgrote deel van de gebruikte hoeveelheid lucht en brandstof) armer worden afgesteld. Win/win dus!

Samengevat

In plaats van een mengsel dat in één keer de verbrandingskamer binnen wordt gespoten waarna de bougie voor de ontbranding zorgt, doen TJI-motoren het in twee fasen. Een klein beetje brandstof wordt in een aparte verbrandingskamer door een bougie tot ontploffen gebracht, waarna deze verbranding via kleine gaatjes zorgt voor een mooie gelijkmatige verbranding in de grote, eigenlijke verbrandingskamer.

Gevolg: meer power, een lager verbruik en (in het geval van Renault) een pk of 30 extra. Cheers.