Turbolader: Hva er fordelene, og hva er turbolag?
En turbolader, eller kort sagt «turbo», er en enhet som øker kraften til en forbrenningsmotor ved å presse luft inn i forbrenningskammeret.
Økningen i kraft kommer fra at motoren mottar mange flere oksygenmolekyler fra samme luftvolum. Siden luften er under trykk er blandingen mer eksplosiv, motoren akselererer dermed lettere, og den trenger ikke mer drivstoff.
Innhold
- Hva er forskjellen mellom en turbolader og en superlader?
- Hva er turbolag?
- Lave motorturtall er IKKE turboetterslep
- Vil en større turbo gi mer kraft?
- Bi-turbo, Twin-turbo
- Twin-scroll turbolader
- Turbolader med variabel geometri
- Hva er Wastegate for?
- Hva er avblåsningsventilen til?
- Så hvorfor turbolademotorer?
I tillegg til turboladeren brukes også en superlader eller en kombinasjon av en turbolader og en superlader for å superlade motoren.
Hva er forskjellen mellom en turbolader og en superlader?
Den viktigste forskjellen mellom en turbolader og en superlader er at en superlader drives mekanisk via et belte festet til veivakselen, mens eksosgasser fra motoren driver en turbolader.
Siden superladeren bruker energi fra motoren til driften, vil den ta noe av motorens energi, men til slutt vil den forsyne den med mer energi. En annen ulempe med kompressoren er dens lavere adiabatiske effektivitet sammenlignet med turboladeren.
Adiabatisk effektivitet er superladerens evne til å komprimere luft uten å tilføre overflødig varme til luften. Jo lavere lufttemperatur, jo tettere luft, og den inneholder flere oksygenmolekyler. Så superladere tilfører mer varme til luften enn turboladere, noe som gjør dem mindre effektive.
Turboladeren drives som allerede nevnt ikke mekanisk, men av eksosgasser og tar derfor ikke energi fra motoren, noe som er mer effektivt. Sammenlignet med superladeren har den imidlertid en ulempe: turboetterslep.
Hva er turbolag?
Turboetterslep er tiden mellom forespørselen om kraftøkning, det vil si at du trykker på gasspedalen, og kraften begynner (turbo-kick-in). I nyere modeller som bruker turboladere, kan det være ca 1 sekund, men alt avhenger av turbotypen.
Turboetterslep er med andre ord tiden det tar for eksosanlegget og turboladeren å skape den nødvendige boosten for å øke kraften. Superladere har ikke dette problemet fordi de drives direkte av motoren, og responsen på gassen er derfor umiddelbar.
Lave motorturtall er IKKE turboetterslep
Noen ganger blir lave motorturtall forvekslet med turboetterslep når det gjelder biler som bruker manuell girkasse. Hvis motorturtallet er lavt, kan det ta flere sekunder å vente på akselerasjon etter at du har trykket på gasspedalen. Denne forsinkelsen er imidlertid ikke turbolag, men feil girvalg.
Turboladere er avhengige av oppbygging av eksostrykk for å drive en turbin (propell), som ikke kan oppnås ved tomgang eller lavt motorturtall. Når motoren når tilstrekkelige omdreininger, begynner turbinen å rotere på en slik måte at den skaper et høyere inntakstrykk enn det atmosfæriske.
Turboladeren tar sikte på å forbedre motorens volumetriske effektivitet ved å øke inntaksluftens tetthet, noe som gir mer kraft per motorsyklus.
Vil en større turbo gi mer kraft?
Størrelsen og formen på turbinen (den snurrer opp til 300 000 rpm) påvirker noen av ytelsesegenskapene til turboladeren. Dimensjonene til turbinen bestemmer også mengden luft som skal strømme gjennom systemet. Generelt gjelder at jo større turbinen er, desto større er luftstrømkapasiteten.
Ytelsen til en turbolader er nært knyttet til størrelsen. Store turboladere trenger mer trykk, noe som gir turboetterslep ved lave hastigheter. Små turboer spinner raskt, men har kanskje ikke samme kraft ved høy akselerasjon.
For effektivt å kombinere fordelene med store og små turboladere, brukes doble turboladere eller turboladere med variabel bladgeometri.
Bi-turbo, Twin-turbo:
Twin-turbo eller Bi-turbo er to turboladere som jobber parallelt (sammen) eller sekvensielt (separat). I en parallell konfigurasjon drives den ene turboladeren av den ene halvdelen og den andre av den andre halvdelen av eksosgassene fra motoren, og begge fungerer samtidig. Mindre turboer har mindre turbolag enn større turboer, så to små turboer brukes ofte.
I en sekvensiell konfigurasjon kjører en mindre turbolader ved lavt turtall, og den andre større slås på med et høyere forhåndsbestemt motorturtall. Sekvensielle turboer reduserer turboetterslep, men krever komplekse rør for å mate begge turboene.
Twin-scroll turbolader:
Denne typen turbolader har to kanaler for inntak av eksosgasser i turbindelen. Eksosrør fører begge Twin-Turbo-portene fra sylindrene slik at vakuumet ikke tar energi fra eksosgassen til den ene sylinderen. I motsetning til dette er eksosventilen til den andre sylinderen ennå ikke stengt, men inntaksventilen har allerede begynt å åpne.
Hvis tenningen i sylindrene er i rekkefølgen 1-3-4-2, vil sylinder 1 og 4 føre til en kanal, og sylinder 2 og 3 vil føre til den andre kanalen. I dette tilfellet vil det ikke være noe tap av eksosenergi fordi sylinder 3, som ville ta energi fra eksosgassen fra sylinder 1, ikke er koblet til samme rør.
Ulempen med twin-scroll-turboladeren er dens vanskelighet, men også det faktum at det er nødvendig å ha et jevnt antall sylindere slik at eksosgassene fra samme antall sylindere strømmer inn i hver kanal.
Turbolader med variabel geometri:
En turbolader med variabel geometri bruker bevegelige skovler for å justere luftstrømmen inn i turbinen, og etterligner en turbolader med optimal størrelse gjennom hele kraftkurven. Resultatet er en turbolader uten observerbar turboforsinkelse.
Hva er Wastegate for?
Wastegate leder avgassene bort fra turboladerens turbin. Turbinens hastighet styres ved å avlede avgassene. Hovedfunksjonen til bypassventilen er å regulere påfyllingstrykket for ikke å skade motoren eller turboladeren.
Hva er avblåsningsventilen til?
En avblåsningsventil er en ventil som frigjør trykk i turboladede motorer. Denne ventilen hjelper til med å tømme rommet mellom turboen og gassen ved å slippe ut trykkluft i omgivelsene for å redusere slitasjen på turboen.
Når luften slippes ut kommer en karakteristisk susende eller plystrelyd inn.
Så hvorfor turbolademotorer?
Turbolading kan øke motoreffekten og redusere drivstofforbruket, men noen produsenter foretrekker fortsatt store, naturlig aspirerte bensinmotorer. Dieselmotorer uten turbolading produseres ikke lenger i dag fordi de har dårlig ytelse sammenlignet med bensinmotorer.