De ontwikkeling van de 4HL,

de succesvolle Panhard dieselmotor

Panhard produceerde in de periode 1930 – 1939 haar eerste (Sanssoupapes), dieselmotor voor vrachtwagens. Deze motor was technisch noch commercieel een succes. Nadat er 169 stuks waren verkocht stopte, mede door het uitbreken van de oorlog, de productie van de SS diesel definitief. Het was tijd voor een andere, betere dieselmotor, mét kleppen!

Degene die dat al lang wist was de in 1930 bij Panhard in dienst getreden Jean Fauchère, die al snel de chef werd van het ‘bureau d’études’. Toen hij als gevolg van het uitbreken van WO-II, eind mei 1940 met zijn afdeling in Tarbes terecht kwam, kon hij zich als gevolg van de teruglopende activiteiten volledig wijden aan de ontwikkeling van wat later de ‘4 HL’ motoren zouden gaan heten. HL is overigens de afkorting van ‘huille lourde’, ofwel ‘zware olie’, de termen dieselolie of in het Frans ‘gazole’, werden toen nog niet gebruikt. De vier staat voor het aantal cilinders.

De dieselmotor, met directe inspuiting, die uit de jaren rond de eeuwwisseling stamde, stond in die tijd nog steeds in de kinderschoenen. De rauwe loop die het gevolg was van een ongecontroleerde, explosieve verbranding, (dieselklop) betekende lawaai en een onevenredig zware belasting van de lagers en andere mechanische onderdelen, die dus extra sterk en zwaar uitgevoerd moesten worden. Dat alles stond het gebruik van de dieselmotor, die toch ook voordelen had, danig in de weg. De verbranding moest getemd worden en daaraan werd in die tijd door allerlei techneuten druk gewerkt. Toen de ontwikkeling van de 4HL startte, stond de focus van de ontwikkeling op het gebruik van een extra aan de cilinder gekoppelde luchtkamer en er waren inmiddels twee systemen in zwang, nl:

Het ACRO (American CRude Oil) systeem.

Het kenmerkt zich door een luchtkamer bovenin de zuiger, die via een nauw kanaal in verbinding staat met de cilinder / verbrandingsruimte. Gedurende de inlaatslag vullen verbrandingsruimte en de kamer in de zuiger zich volledig met lucht. Aan het einde van de compressieslag, de zuiger staat dan hoog en vrijwel alle lucht zit in de luchtkamer, wordt de brandstof ingespoten. Op dat moment staat de brandstofstraal precies gericht op de nauwe opening van de luchtkamer. De verbranding zal precies daar (bij P) beginnen. Als de zuiger weer zakt neemt de druk in de cilinder snel af, maar door het blijven toestromen van de lucht die onder hoge druk in de luchtkamer A was samengeperst, vindt een goede menging met de brandstof plaats en blijft de verbranding, geconcentreerd bij P, langer in stand. Dat ‘bij P’ wordt al snel verstoord doordat de zuiger naar beneden gaat. Het contact tussen de brandstofstraal en de luchtkamer A gaat dan ten koste van de goede menging verloren. Toch leverde dit systeem een langzamere en betere verbranding op.

Het Lanova systeem.

Een tweede manier om de dieselmotor te temmen werd voor de firma Henschel uitgevonden door Franz Lang. Het had geen luchtkamer in de zuiger, maar twee luchtkamers in de kop, die aan een achtvormige verbrandingsruimte gekoppeld waren.

In die tijd waren ook de technici van Berliet op zoek naar een betere dieselmotor en zij kozen voor het ontwikkelen van een motor op basis van het ACRO systeem. De techniek was geen probleem maar de patenten die het ACRO systeem beschermden brachten de firma juridisch flink in het nauw. Mede hierdoor koos Panhard, i.c. Fauchère, evenals het Amerikaanse Mack voor het ontwikkelen van een eigen variant op het Lanova systeem. Hij ontwierp een kop met een ovale verbrandingsruimte, waarin de injector tangentiaal / excentrisch is geplaatst. Recht tegenover de injector plaatste hij de luchtkamer die met een nauwe venturi op de verbrandingsruimte uitkomt. Deze configuratie leverde een betere menging en een aanzienlijke vertraging van de verbrandingssnelheid op. Door de betere verbranding werd de motor bovendien zuiniger. Hieronder wordt aan de hand van plaatjes het verbrandingsproces in stappen uitgelegd. Kortom de dieselmotor was behoorlijk getemd.

In de afbeelding hieronder wordt het getemde verbrandingsproces beschreven aan de hand van zes maal een horizontale doorsnede / bovenaanzicht van de cilinder, met links de injector en rechts de luchtkamer.

1. Hier zie je de verbrandingsruimte op het moment dat de zuiger, na de compressieslag het hoogste dode punt heeft bereikt. De heel hete lucht in de cilinder/verbrandingsruimte én die in de luchtkamer staan dan onder dezelfde hoge druk.

2. Vervolgens wordt er een straal brandstof deels in de venturi van de luchtkamer ingespoten. Reeds op dit moment is er, als gevolg van de tangentiale (langs de raaklijn) plaatsing van de injector, al veel werveling in de cilinder.

3. De zuiger begint zijn rit naar beneden. Door de hoge temperatuur van de (gecomprimeerde) lucht die uit de luchtkamer komt begint daar bij de venturi de eerste ontbranding.

4. In de relatief kleine luchtkamer loopt de temperatuur en daarmee de druk sneller op dan in de verbrandingsruimte De verbranding gaat nog relatief traag door de daar aanwezige overmaat aan lucht. Dan stijgt als gevolg van de oplopende temperatuur de druk in de luchtkamer en het brandende mengsel spuit met een door de venturi nog verhoogde snelheid de cilinder in en veroorzaakt daar veel turbulentie.

5. De rest van de inmiddels goed met de lucht gemengde brandstof wordt ontstoken. De temperatuur stijgt en door de uitzettende gassen wordt de zuiger met kracht naar beneden gedrukt.

6. Aangejaagd door de laatste lucht uit de luchtkamer vind een vrijwel volledige verbranding op.

De volgens het aangepaste Lanova principe gebouwde Panhard 4HL dieselmotoren, zijn uitgerust met voor die tijd moderne verticale kopkleppen, een vijf maal gelagerde krukas, droge cilindervoeringen en lichtmetalen zuigers. Het motorblok is voorzien van rollen, waardoor het in de door Panhard gebouwde trucs, gemakkelijk aan de voorzijde in- of uitgebouwd kan worden.

De 4HL bleek ook in de praktijk een zuinige dieselmotor met een langzamere en betere verbranding en een goedmoedig karakter. De motor werd snel succesvol, zowel in Panhards eigen vrachtwagens als ook in andere merken vrachtwagens en bussen, zoals Chausson, Delahaye, Isobloc en anderen.

Er zijn slechts twee typen geproduceerd, die zich eigenlijk alleen door cilinderinhoud en vermogen van elkaar wisten te onderscheiden:

• 80 pk (5.702 L),110 x 150 mm

• 100 à 110 pk (6.785 L) 120 x 150 mm

De 100/110 pk motor werd speciaal voor autobussen ook in een liggende uitvoering geleverd.

Opmerkelijk is dat Henschel, waarvan Fauchère het idee van de luchtkamer tegenover de injector had overgenomen, later van zijn dubbele luchtkamer en achtvormige verbrandingskamer afstapte en motoren ging bouwen die qua geometrie erg op die van Panhard leken.

Dit artikel is een bewerking van en een aanvulling op een verhaal dat ik vond op de website van Charly Rampal

                                                                                                                                   Kr.

Panhard Automobielclub Nederland