vervolg

De C4 Cactus is al 200 kg lichter dan een Citroën C4, de concept C4 Cactus Airflow 2L is nog eens 100 kg lichter. De constructie bestaat uit lichtere delen: voor het subframe van de concept C4 Cactus Airflow 2L zijn nieuwe materialen gebruikt, zoals, aluminium voor de interne langsbalken en de achtervloer, zeer sterk staal voor de voorste balken, kunststofmaterialen voor het voorste scherm. Deze nieuwe materialen dragen allemaal bij aan de absorptie van de energie die vrijkomt bij een eventuele aanrijding. Dit multi-materiaal subframe heeft geleid tot het ontwikkelen van bijzondere en nieuwe assemblagetechnieken binnen de automobielindustrie. Constructiedelen van kunststof zijn een nog onontgonnen gebied dat niet genegeerd kan worden als we de auto’s van de toekomst lichter willen maken. Massaproductie hiervan vormt momenteel een serieuze technische en industriële uitdaging binnen de autosector.

Verder is er naast de constructiedelen grondig gekeken naar alle andere elementen in de auto die zouden kunnen bijdragen aan een gewichtsvermindering van de C4 Cactus Airflow 2L. Kunststofmaterialen op basis van carbon zijn gebruikt voor de schokdempers, de achterklep, de achterbank, de carrosserieflanken, het dak, de dwarsbalken van het dak, de zijschermen en de portieren. Bij de dorpels, de wielkasten en ook het onderste deel van de voorbumper, versterkt de structuur van het carbon het matte uiterlijk waardoor ze mooi contrasteren met de parelmoer kleur van de omliggende delen. Voor het subframe van de motor is gekozen voor aluminium. De motorkap is net als bij de serie geproduceerde C4 Cactus ook van aluminium. Vanwege het aanzienlijk lichtere gewicht (2700 kg/m3 aluminium en ongeveer 1200 kg/m3 carbon tegenover 7800 kg/m3 staal) heeft toepassing van deze materialen een forse bijdrage geleverd aan de beperking van het uiteindelijke gewicht van de auto. Omdat iedere gram telt, heeft Citroën ook gekozen voor gebruik van nieuwe processen om de dikte van de onderdelen van de uitlaatlijn te beperken en daarmee ook het gewicht.

Dankzij de allernieuwste motoren en de lage cilinderinhoud conform de eisen van Euro 6 levert de serie geproduceerde Citroën C4 Cactus al een topprestatie in zijn klasse met een CO2-uitstoot vanaf 82 gram per kilometer en een verbruik van slechts 3,1 liter per 100 km. De concept C4 Cactus Airflow 2L gaat nog verder met de Hybrid Air aandrijflijn. Dit systeem werd door PSA in januari 2013 gepresenteerd op de Citroën C3. De techniek is gebaseerd op de combinatie van een aantal factoren en beproefde technologieën: de 3-cilinder benzinemotor PureTech, energieopslag in de vorm van perslucht, een unit bestaande uit twee motoren-hydraulische pompen en een automatische transmissie. Er zijn drie bedieningsstanden: stand Air (zero emission) waarin de persluchtmotor de functie van de verbrandingsmotor overneemt, stand Benzine waarin alleen de verbrandingsmotor draait en   stand Gecombineerd waarin het vermogen van de verbrandingsmotor en het vermogen van de persluchtmotor worden gecombineerd. Bij de concept C4 Cactus Airflow 2L zijn de twee kunststof reservoirs met perslucht achterin de auto geplaatst.

De PureTech 82 motor, die al wordt aangeboden op serie geproduceerde modellen, is verder verbeterd en afgestemd op gebruik met de nieuwe hybride aandrijflijn. Vermogensverlies door wrijving - goed voor 20% van het verbruikte vermogen door de motor - is beperkt dankzij het gebruik van een carbon coating, lichtere bewegende delen en het gebruik van rollagers voor de draaiende delen. Verdere verbeteringen zijn tenslotte lagerschalen van nieuwe polymeren en het gebruik van een olie met zeer lage viscositeit. In combinatie met de verbetering van het verbrandingsrendement is het totale rendement van de motor hiermee met 5% gestegen. De combinatie van de PureTech 82 en de Hybrid Air technologie zorgt bij de concept C4 Cactus Airflow 2L voor een verlaging van het benzineverbruik met 30% en draagt daarmee significant bij aan het eindresultaat: een auto die 2 l/100 km verbruikt, maar de dynamische prestaties benadert van een auto met de PureTech 110 motorisatie.

bron: persbericht Citroën Nederland, redactie: RensKorevaar

Prachtig, laat zien hoe Citroën steeds technisch verbetert en vooraan loopt.
Maar, een aantal van de genoemde verbeteringen aan de C4 Cactus Airflow 2L (stroomlijn, lichtere materialen) moeten natuurlijk ook zo snel mogelijk aangebracht worden aan het seriemodel.
Die platte banden en wielkast opvullende wielen, vind ik trouwens wel spannend gezien vering en rijcomfort. 

PPL schreef:

SaXoKe schreef:

...en een donker grijze met iets lichter grijze bumps, en die had dan ook nog rode spiegels. Die laatste versie vond ik eigenlijk best wel “stoer” om te zien.

JA!!!! Deze uitvoering bedoel ik!
Knappe bak is het zo wel vind ik!

Ben benieuwd naar die nieuwe 2L Cactus, gezien het verbruik wordt een ritje Noord-Nederland - Limburg weer interessant. Is er een datum bekend wanneer deze in produktie gaat? (gezien het nu nog concept is waar kan je dan op rekenen, 2017, 2018?)

Het is een concept.
Het is nog niet eens bekend of deze überhaupt ooit in productie zal gaan.

En, in tegenstelling tot de productie-Cactus wordt er in dit stuk met geen woord gerept over wat al deze snufjes doen met de conumentenprijs van zo’n auto. De verdere gewichtsbesparing en het toevoegen van alle vernieuwingen zullen dus wel een enorm effect hebben op de eventuele consumentenprijs, mocht deze versie ooit voor de markt gebouwd worden. Mijn gok: dit blijft de eerste jaren een concept want het zou de Cactus volledig beroven van één van zijn USP’s: de lage prijs…

Even inhoudelijk reageren op

Vanwege het aanzienlijk lichtere gewicht (2700 kg/m3 aluminium en ongeveer 1200 kg/m3 carbon tegenover 7800 kg/m3 staal) heeft toepassing van deze materialen een forse bijdrage geleverd aan de beperking van het uiteindelijke gewicht van de auto.

Ik ben tenslotte materiaalkundige. Dit kon ik niet laten.

2700 kg/m³ tegen 7800 kg/m³ klinkt als een heel groot verschil. Waarom is niet iedere auto van aluminum?

(We laten koolstofvezelversterkte kunststof even buiten beschouwing, omdat je niet zomaar metaal kan vergelijken met composiet materiaal.)

Simpel aluminium heeft een vloeigrens (het punt waarop je zo hard trekt of duwt dat het blijvend vervormd) van 150 N/mm². Normale aluminium legeringen zitten op 250-300 N/mm² en hoogwaardig luchtvaart en ruimtevaart spul zit richting (of voorbij) de 400 N/mm².

Staal legeringen kunnen echter veel hoger komen. 500 tot 600 N/mm² is heel gangbaar (high strength steel) en de exoten kunnen tot 1200 of zelfs 1400 N/mm² komen (ultra high strenght steel). Dan heb je het dus over ultra hoge sterkte borium staal, voor gebruik in o.a. de B-stijl. Het soort metaal waar een knipschaar van de brandweer slechts met moeite doorheen kan knippen.

Dus staal is dan wel zwaarder, het is ook sterker. Kort door de bocht: Je hebt er minder van nodig om een constructie dezelfde sterkte te geven dan wanneer je dezelfde constructie van aluminium maakt.

Een staaf waar 1000 kg aan kan hangen heeft, voor het sterkste staal (vloeigrens 1400 N/mm², 7800 kg/m³), een diameter van 2,13 mm en weegt 56 gram per meter. Maak je een staaf uit het sterkste aluminium (vloeigrens 460 N/mm², 2800 kg/m³) dan is de staaf 3,72 mm dik en weegt deze 61 gram per meter. Koolstofvezel, puur op trek belast, zou nog veel lichter uitkomen.

Gelukkig is de vloeigrens en de dichtheid van een materiaal niet het enige waarop materiaalkeuze gemaakt wordt.

Inderdaad, het viel mij ook al op. Dit soort informatie is natuurlijk in een willekeurig persbericht erg goed verkopen, want als je de achtergrond niet weet, lijkt het een enorme verbetering en ga je inderdaad afvragen waarom je hele auto niet van alu is.
De verbetering van 30% minder luchtweerstand lijkt ook erg veel, maar ook dat is afhankelijk van wat de luchtweerstand eerst wás.
Het punt wat Mulder aandraagt is natuurlijk van groot belang, want ik vermoed dat een auto produceren op deze manier moeilijk duur is, dan heb je volgens mij liever een auto die 1/10 rijdt

Desalniettemin ben ik benieuwd. Mooie auto.

En zo’n auto heb ik al. Maar die is op andere punten weer duurder…

Nielsje schreef:

Inderdaad, het viel mij ook al op. Dit soort informatie is natuurlijk in een willekeurig persbericht erg goed verkopen, want als je de achtergrond niet weet, lijkt het een enorme verbetering en ga je inderdaad afvragen waarom je hele auto niet van alu is.
De verbetering van 30% minder luchtweerstand lijkt ook erg veel, maar ook dat is afhankelijk van wat de luchtweerstand eerst wás.
[...]

De verlaging van luchtweerstand is slechts 20%. Het totaal aan weerstandsverminderingen is 30%. Maar daar zit verminderde rolweerstand van smalle hoge wielen bij, minder wrijvingsverliezen in de motor door coatings, minder interne weerstand door gebruik van dunnere olie, rollagers in plaats van glijlagers, bussen van gladder plastic, enzovoorts.

Als je ziet wat ze op gebied van aero gedaan hebben, variabele luchtinlaten, variabele velginlaten (!!), verkleinde opening tussen wiel en wielkast, (hulp)spoilers, volledig vlakke bodemplaat en geen dakrails meer, dan is die 20% reductie zo gek niet.

Ik vind dat stukje over de perslucht motor erg interessant, geen gedoe meer met accu’s met zeldzame materialen enzo. Als dat echt goed gaat/blijft werken dan zal dat de opvolger worden van de elektrische auto.

Dat is een goeie inderdaad, volgens mij heb ik ook wel eens iets gelezen over perslucht uit schokdempers. Zit die tank zo weer vol met wat gehobbel.

Als je meer wilt lezen over Hybrid Air: klik!

Die perslucht, zou helemaal passen bij deze auto. Air bumps, air aandrijving,...

Redbird schreef:

Ik vind dat stukje over de perslucht motor erg interessant, geen gedoe meer met accu’s met zeldzame materialen enzo. Als dat echt goed gaat/blijft werken dan zal dat de opvolger worden van de elektrische auto.

Helaas, dit is geen geschikte techniek voor niet-hybride oplossingen. Perslucht heeft een aantal voordelen die mooi aansluiten bij de eisen die bij de energie opslag hoort van een hybride. Kunnen “opladen” in korte pieken en de energie ook heel snel vrijgeven.

Daar staat tegenover dat, hoe groter je systeem, hoe meer last je krijgt van dat samenpersen van lucht ook de temperatuur doet oplopen… Dus je kan die niet zomaar opschalen naar genoeg capaciteit om enkel op perslucht te kunnen rijden. Omgekeerd, die hele hoge druk gebruiken, door deze te laten uitzetten, koelt diezelfde lucht sterk af. Dus zal je ook aan warmte management moeten gaan doen, dus intercoolers om warmte uit te wisselen.

Uiteindelijk is een geavanceerd systeem voor perslucht in staat om ongeveer net zoveel energie op te slaan als een loodzuuraccu van eenzelfde gewicht. Lithion accu’s zijn nog een flink stuk lichter dan loodzuuraccu’s, bij dezelfde capaciteit, dus dat wint nog steeds.