TEST BMW ALPINA B7 TURBO COUPÉ EN PORSCHE 928 S4

DAAROM IS ‘SCHOON’ ZO SCHOON

Uit: auto motor und sport 25/1986. Door Götz Leyrer. Vertaling: Bram Visser, 2003.

Het katalysatortijdperk begon in de oude wereld met pijnlijke weeën. Dat een vermindering van uitlaatgasemissies in principe welkom was, wilde niemand ontkennen, maar toch werd er, vooral in de automobielindustrie, een waarschuwend vingertje geheven. De katalysator, zo heette het, verslechterde de werking van motoren drastisch met als gevolg minder vermogen en, erger nog, hoger verbruik.

   De eerste katalysatorauto’s, gebaseerd op de sinds jaren geproduceerde USA-versies, bevestigden dit. Lagere compressieverhoudingen voor loodvrije normale benzine deden de krachten van vooral grootvolumige motoren slinken. Er leek zich een vergelijkbare ontwikkeling af te tekenen als in de USA, waar de ontgiftiging van uitlaatgassen sportieve motoren voor jaren om zeep heeft geholpen.

   Maar zoals zo vaak bleek het ach en wee-geroep overdreven. Moderne motoren bewijzen dat de gevreesde nadelen tot een minimum konden worden beperkt of zelfs gecompenseerd – zij het met veel technische moeite. Porsche biedt in de nieuwe 928 S4 met 4 kleppen per cilinder 320 pk met en zonder katalysator – daarmee zonder meer een van de krachtigste kat-motoren. Alleen de firma Alpina kan daar aan tippen met de nieuwste uitvoering van de turbinegeblazen 3,5-liter zescilinder, die eveneens op 320 pk komt. Dat is slechts drie procent verschil met de Alpina Turbo zonder katalysator (330 pk), die echter alleen genoegen neemt met 98 RON loodhoudende superbenzine, terwijl de 928-motor principieel loodvrije superbenzine (95 RON) accepteert.

   Hetzelfde resultaat dus met behulp van zeer verschillende techniek. Tegenover volume en 4-kleppentechniek stelt Alpina een KKK-turbocompressor met tussenkoeler; bij vollast wordt de zescilinder met maximaal 0,9 bar onder druk gezet. Op papier (zie de vergelijkingstabel) wordt de grotere cilinderinhoud van de Porsche-achtcilinder meer dan gecompenseerd. Al bij 2400/min levert de Alpina een geweldig koppel van 520 Nm, bij de Porsche is dat 430 Nm bij 3000/min. De op een rollenbank verkregen koppelwaarde zegt echter, zo weten we uit ervaring, vooral bij een turbomotor niet alles over de trekkracht. Tenslotte duurt het tijdens het rijden een zekere tijd totdat de volledige laaddruk is opgebouwd, wat in modern Nederlands graag wordt omschreven als ‘turbogat’.

   De Alpina-motor, hoewel ook in het onderste toerengebied zeker niet zwak, is daarvan inderdaad niet vrij. Zijn vermogenskarakteristiek laat geen twijfel over de aanwezigheid van een turbocompressor over. Bij volgas zet de laaddruk niet helemaal spontaan in, maar vanaf 3500/min maakt hij dat goed met een geweldige duw. Juist deze ongebreidelde drang voorwaarts doet de indruk ontstaan dat er onderin niet veel vermogen is, hoewel de souplessecijfers bepaald niet slecht zijn. Maar ze laten ook zien dat de Porsche vanaf lage snelheden in de hoogste versnellingen nog iets beter versnelt. De Alpina haalt pas bij als de turbo vol op toeren is gekomen.

   Geen twijfel dus dat de echte soepele motor onder de kap van de Porsche zit. Want de vierkleppentechniek werd zeer bewust gebruikt om de vroeger nogal matige trekkracht van de achtcilinder te vergroten; het effectief vermogen is nu zo’n 10 pk meer dan dat van de oude tweekleppenmotor. Nu demonstreert de V8 in elk geval nadrukkelijk het voordeel van een grote cilinderinhoud: al vanaf zo’n 1000/min knalt hij er stevig vandoor, meer dan 4000/min zijn slechts zelden nodig om werkelijk vlot onderweg te zijn. Schakelen wordt zo bijna overbodig, al vanaf stadssnelheid voltrekt zich in de vijfde versnelling een continue acceleratie, die naar wens tot over de 270 km/h doorgaat.

   In de Alpina-coupé wordt er meer van de bestuurder verlangd. Hij moet vaker schakelen om de motor in het turbogebied te houden. Op bochtige buitenwegen is de gelijkmatige vermogensontplooiing van de Porsche-motor zonder twijfel aangenamer, omdat de kracht zich beter laat doseren. In de Alpina daarentegen moet je je er bewust op instellen, bij het uitaccelereren van korte bochten relatief vroeg op het gas te gaan om het vermogen niet pas beschikbaar te hebben als de bocht allang weer achter je ligt.

   Dat meer dan 300 paardenkrachten buitengewoon indrukwekkend zijn, tonen ze natuurlijk allebei – daar hoeven we niet veel woorden aan vuil te maken, omdat de meetresultaten voor zich spreken. Minder dan zes seconden voor de sprint van nul naar 100 km/h, ongeveer 20 seconden tot 200 km/h – dat zijn cijfers die een vermoeden geven hoe de inzittenden bij volledig geopende gaskleppen in hun stoelen worden gedrukt.

   De pure vermogensbeleving is in de BMW Alpina zo mogelijk nog indrukwekkender dan in de Porsche, wiens met het toerental gelijkmatig toenemende kracht zachter overkomt dan de bijna bruut inzettende tweede wind, die de Alpina-turbo na een korte adempauze ontwikkelt. Op snelwegen is de turbotypische vertraging overigens niet zo storend, omdat men zich dan meestal in een toerengebied beweegt, waarin de turbodruk bij gas geven zeer snel wordt opgebouwd.

   Het is duidelijk dat de heftige turboschok de bestuurder respect inboezemt – op nat wegdek ga je vanzelf voorzichtiger met het gaspedaal om. In dat geval kun je ook reiken naar het naast de handrem geplaatste handwieltje voor de regeling van de turbodruk. Maximaal 0,5 bar beperken dan het vermogen en de krachttoename met stijgend toerental geschiedt zachter en harmonieuzer. Vermogen is er nog steeds volop, alleen niet meer zoveel om op nat wegdek nog in de derde versnelling de achterwielen te laten spinnen.

   De Porsche is over het geheel genomen vriendelijker, de omgang met het hoge vermogen is hier probleemlozer, minder hectisch. Of om het overdreven uit te drukken: voor langzaam rijden is de Porsche beter geschikt; een rustige, gelaten rijtrant gaat hem makkelijker af. Het bekoorlijke van zijn motor is de stierachtige trekkracht, die van de Alpina meer het absolute vermogen.

   Zes tegen acht cilinders – dan zou je lichtzinnig vermoeden dat de Porsche meer beschaving te bieden heeft dan de Alpina-motor. Maar de praktijk levert, net als bij het koppel, toch een heel ander beeld op dan de technische gegevens doen vermoeden. De Porsche V8 heeft een krachtige stem met een kernachtige uitlaattoon en mechanische geluiden, die met stijgend toerental een aanzienlijk niveau aannemen. Hij wordt niet onaangenaam luid, maar het is geen zachtjes voor zich uit zoemende V8, maar een akoestisch altijd aanwezige krachtbron.

   De BMW zescilinder van de Alpina loopt, extra gedempt door de turbo in het uitlaattraject, duidelijk stiller en smeuïger. En wie weet dat zescilinders technisch sowieso bijna perfect uitgebalanceerd zijn, zal zich niet verbazen dat hij bij hoge toerentallen nog iets trillingsarmer lijkt dan de Porsche-motor.

   Twee zeer verschillende auto’s dus – veel meer verschillend dan de meetresultaten doen vermoeden. Voldoende comfortabel zijn ze allebei, met een klein plusje voor de vering van de Alpina die op oneffenheden iets beter is geveerd. Maar de rijeigenschappen van de Porsche lijken nog sportiever en goedmoediger in het grensgebied, wat de Alpina weer rechtzet met zijn duidelijk betere handelbaarheid.

   Ook de schrijver dezes heeft geen duidelijke uitslag. Zelfs de prijzen helpen hem niet verder. Die liggen op een niveau waar 10.000 mark meer of minder geen grote rol meer speelt. Misschien helpt een benadering naar exclusiviteit: Porsche bouwt 20 exemplaren van de 928 per werkdag – Alpina 50 turbocoupés per jaar.

Karl-Otto Noelle, leider van motortestafdeling Alpina, over de katalysatormotor van de Alpina B7 Turbo

   Als tot nu toe enige fabrikant gebruikt Alpina voor de katalysatorversies van de 3,5-liter turbomotor katalysatoren, waarbij het vertragingsmateriaal niet van keramiek maar van staal is. De ovalen stalen katalysatoren, die zijn gewikkeld uit 0,04 mm dik metaalfolie, kenmerken zich door hoge temperatuurbestendigheid en roestongevoeligheid. De katalysatoren hebben relatief kleine buitenafmetingen van 171 x 77 x 120 mm. Met 158 cellen per vierkante centimeter ontstaat er een actief oppervlak van 25.000 vierkante meter, goed voor een ongeveer 90 procent vermindering van giftige uitlaatgasbestanddelen.

   De voordelen van de stalen katalysator ten opzichte van de gebruikelijke keramische uitvoering liggen voor de hand: bij gelijke afmetingen bouwen ze minder uitlaatgastegendruk op, bovendien wordt door hun geringe specifieke warmtecapaciteit, de vereiste bedrijfstemperatuur sneller bereikt.

   Een van de belangrijkste voorwaarden om katalysatormotoren hetzelfde of bijna hetzelfde vermogen te laten leveren als motoren zonder katalysatoren, is een zo gering mogelijke uitlaatgastegendruk. Bij de Alpina-motor is dat gelukt. De katalysator, die in het uitlaatsysteem is gemonteerd op de plaats waar anders de voorste geluidsdemper zit, bouwt niet meer tegendruk op dan die gewone demper.

   Zo behaalt de katalysatormotor een vermogen van 320 pk – dus weinig minder dan de eveneens aangeboden versie zonder katalysator, die 330 pk levert. Verantwoordelijk voor het vermogensverlies zijn in eerste instantie de lagere compressieverhouding (7,45 : 1 in plaats van 8,0 : 1), noodzakelijk voor het gebruik van Eurosuper van 95 RON, alsmede de toepassing van een nokkenas met kleinere overlap. Dat vermindert de emissie van koolwaterstoffen en stikstofoxiden aanzienlijk.

   Behalve de twee in serie liggende platina/rhodium driewegkatalysatoren behoort ook de lambdaregeling tot de uitlaatgasreinigingsinstallatie. De lambdasonde levert bij stoichiometrisch mengsel (luchtcijfer λ = 1) een spanningssprong en daarmee een direct gegeven, of het mengsel te mager of te rijk is. De elektronische besturingseenheid corrigeert op basis daarvan het mengsel in de vereiste richting door verandering van de inspuittijd. Het gesloten regelsysteem heeft het voordeel dat gedurende de levensduur van de motor geen afstelwerkzaamheden meer nodig zijn en daarmee fouten door een verkeerde afstelling zijn uitgesloten.

   Verder zijn we van mening dat de katalysatormotor even goed oppakt als de turbomotor zonder katalysator. Daarvoor zorgt vooral de gecombineerde oplading, waarbij de turbo-oplading wordt gecompleteerd door resonantieoplading. Het maximale koppel van 520 Nm staat daarom al bij 2400/min ter beschikking. Het is de turbotechnologie, in combinatie met een modern, elektronisch motormanagement en een behoorlijk grote cilinderinhoud (turbomotoren van minder dan twee liter vinden we niet zinvol), die het ons mogelijk maakt een zo krachtige en desondanks milieuvriendelijke auto te bouwen.

Paul Hensler, hoofd motorontwikkeling bij Porsche, over de katalysatormotor van de 928 S4

   Uitgangspunt van de huidige katalysatormotor was de toenmalige USA-versie van de V8 met tot vijf liter vergrote inhoud en vierkleppentechniek, die, afgesteld op de in Amerika gebruikelijke loodvrije superbenzine van 97 RON, 292 pk leverde. Dat was nog altijd minder dan de Europese tweeklepper zonder katalysator, die een vermogen van 310 pk leverde. Dat was natuurlijk in tegenspraak met de richtlijn van Porsche, dat alle nieuwe katalysatormodellen minstens evenveel vermogen moeten leveren als de versies zonder katalysator.

   Hoe konden we dat bereiken? Allereerst is er het feit dat ook de achtcilinder zonder katalysator is afgesteld op 95 RON Eurosuper, wat ten opzichte van gebruikelijke superbenzine een bepaald vermogensverlies betekent. Zou de ‘vuile’ motor op loodhoudende superbenzine zijn afgesteld, dan zou dat natuurlijk een vermogensverschil opleveren, dat we bij een katalysatormotor nauwelijks zouden kunnen compenseren.

   Het tweede wezenlijke probleem is de uitlaatgastegendruk, die met katalysator hoger worden kan en daardoor het vermogen negatief beïnvloedt. Maar men kan een dermate grote katalysator kiezen, dat de uitlaatgastegendruk niet veel hoger is dan bij een normale demper. Die wordt bij alle motoren zonder katalysator toegepast en is zo groot, dat we nu al voldoen aan de geluidseisen die in de EU pas vanaf oktober 1988 gelden.

   Net als andere katalysatorauto’s met grote cilinderinhoud, werkt de 928 S4 ook nog met extra lucht in het uitlaattraject, die wordt toegevoegd tussen de tweede en de derde katalysator-monolieten. De derde katalysator functioneert dus als oxidatiekatalysator, om koolmonoxide en koolwaterstoffen te oxideren. Bij de auto’s zonder katalysator wordt de extra lucht – ook ten behoeve van uitlaatgasreiniging – direct achter de uitlaatkleppen toegevoegd.

   Verder hebben we ook metalen katalysatoren onderzocht, die zich wat betreft uitlaatgasontgifting hetzelfde gedragen als keramische. Maar we moeten ook rekening houden met de levensduur en vooral met toleranties in de serieproductie. Het voordeel van metalen katalysatoren is zonder twijfel dat ze bij gelijk formaat een iets grotere doorlaatopening hebben, omdat de ingewikkelde wikkeling in staalwol niet nodig is.  Maar er is ook een nadeel: de stalen katalysator wordt niet alleen, wat natuurlijk goed is, sneller warm – hij koelt ook sneller af, en dat werkt vooral nadelig bij de in de USA verplichte rijcyclus voor de uitlaatgastest.  En we gaan ervan uit dat er in het uitlaatgasconcept geen verschil bestaat tussen de USA en Europa.

   Wat betreft de betrouwbaarheid onder vollast: de motoren worden zo afgesteld, dat er aan de katalysator-monolieten geen hogere temperaturen dan 950 graden ontstaan, en dat vormt geen enkel probleem. Interessant is daarbij, dat de katalysatortemperatuur bij vollast lager is dan in het bovenste bereik van deellast. Het argument dat een katalysator langdurige vollast niet verdraagt, is dus wat ons betreft fout. De katalysator kan eigenlijk alleen beschadigd worden bij een ontstekingsdefect – als bijvoorbeeld bij een of meer cilinders de ontsteking helemaal uitvalt. Maar dan zou ook een metalen katalysator smelten, ondanks dat die bestand is tegen een 100 graden hogere temperatuur. 

 E24 TESTBERICHTEN