Turbo...

Bert vraagt op 30 december 2006:

Ter info een waarschijnlijk onvolledige introductie tot wat een turbo nu voor ons caravanners voor voordelen en nadelen heeft. In een ander draadje heb ik iets uitglegd over commonraildiesels en het verzoek kwam iets dergelijks te verhalen over 'turbo' Bij deze dan. We zullen het wel opnemen in de beter bereikbare menustructuur t.z.t.

Wat gebeurt er in een verbrandingsmotor? Lucht wordt gemengd met brandstof en tot ontbranding gebracht. Zonder lucht ontbrandt namelijk de brandstof niet. Dan krijg je dus een uitzetting van dat ontploffende mengsel en de zuiger wordt naar beneden gedrukt en ontstaat er een neergaande kracht die wordt omgezet in een draaiende beweging van de krukas. (Arbeidsslag) De zuiger gaat weer omhoog, de verbrande gassen worden in de uitlaat weggedrukt, (Uitlaatslag). De inlaatklep wordt geopend en nieuw mengsel aangezogen / ingespoten (Inlaatslag), de zuiger gaat naar beneden en gaat daarna weer omhoog (Compressieslag) en het mengsel wordt weer ontstoken. Vier slagen dus in een cyclus, vandaar een viertakt motor. Lucht en compressie zijn dus naast dosering van brandstof heel essenti�le zaken bij een verbrandingsmotor.

U kent de werking van een barbeque? Die krengen kunnen flink roken... We proberen de verbranding beter en feller te maken door lucht toe te voeren. Via een waaier, een pompje of via de mond. Nogmaals, lucht is essentieel bij een verbranding. Forceer je de luchttoevoer, dan gaat het beter met de verbranding van de kooltjes. Het is niet anders bij een verbrandingsmotor en daar zorgt een turbo voor.

Een turbo is een dubbele ventilator gekoppeld d.m.v. een asje. De uitlaatgassen drijven de ventilator aan en de andere ventilator wordt daardoor in beweging gebracht en zuigt verse buitenlucht aan. Die wordt ook nog gekoeld door een intercooler omdat koude lucht weer beter te comprimeren is. Die geforceerd aangezogen lucht wordt gebruikt voor de vorming van het mengsel en dus kan er ook meer brandstof worden toegevoegd, waardoor de kracht bij ontbranding toeneemt. Fors toeneemt zelfs.

Waarom heeft elke motor dan niet zo'n wonderding? Wel, het is niet goedkoop. Zo'n turbootje misschien wel, maar dan ben je niet klaar. De hogere drukken en krachten hebben consequenties voor de sterkte van het blok, de krukas, de versnellingsbak en bijvoorbeeld voor de aandrijfassen. Ook de locale koeling is belangrijk. Een dieselmotor is van meet af aan al beter geschikt voor toevoeging van een turbo (lees goedkoper), want de compressie is vanwege de zelfontbrandingseis erg hoog, dus is het motorblok daar al behoorlijk tegen opgewassen - tegen die hoge drukken.

Nadelen dan. Een turbo moet op gang (op druk) gebracht worden door de uitlaatgassen en die zijn niet meteen vanaf het begin aanwezig. De reactietijd is dus trager dan bij een natuurlijk-aangezogen-lucht motor. Een dikke atmosferische motor qua cilinderinhoud is dus beter bij de tijd dan een kleinere met een turbo, maar verbruikt gemiddeld gezien meer brandstof en is zwaarder meestal. De krachtsopbouw is nogal explosief bij een turbomotor. Eerst gebeurt er niks en dan.... Dat turbogateffect probeert men wel te verbeteren en met wisselend succes. Een methode is om een turbo met verstelbare schoepjes toe te passen. De drukvulling neemt dan geleidelijk toe. Tevens helpt het een kleiner type te monteren die sneller op gang komt. Die kleinere zorgt dus wel voor extra kracht bij lage toerentallen maar moet bij hogere toerentallen afblazen omdat hij zich anders kapotdraait (wastegate). Geen topvermogenwinst dus en dus ook geen winst qua topsnelheid. Voor caravanners toch wel lekker die low-pressure-turbo's. Volvo en Saab heeft ze op enkele benzinemodellen. Andere oplossingen? Natuurlijk zijn er die. Dubbele turbo's van verschillend karakter die elkaars taken overnemen. Kost wel wat allemaal.

Een effectieve drukvulling is ook een mechanische compressor, ook wel supercharger genaamd. Zo'n luchtpomp wordt direct aangedreven door de distributie (van krukas, via een riem of ketting naar niet allen de nokkenassen, maar ook naar de compressor). Een voordeel is de onmiddelijke reactie bij gasgeven. Een nadeel is de mechanische complexiteit en ook wel het geluid van zo'n ding. Combinaties zijn er tegenwoordig ook. VW's Twincharger 1.4 in de Golf en Touran.

(Wordt vervolgd...)