Turbo handboek - Turbo's Hoet
Turbo handboek - Turbo's Hoet
Turbo handboek - Turbo's Hoet
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
2. gescHiedenis van de TUrbO<br />
De turbo bestaat ongeveer net zo lang als de<br />
verbrandingsmotor. Al in 1885 en 1896 deden<br />
Gottlieb Daimler en Rudolf Diesel onderzoek<br />
naar nieuwe mogelijkheden om het vermogen te<br />
vergroten en het brandstofverbruik te verminderen<br />
door het inbrengen van gecomprimeerde<br />
lucht.<br />
Het was de Zwitser Alfred J. Büchli die in 1905 het principe van de<br />
uitlaatgascompressor of turbo ontwikkelde en vastlegde. Hij bereikte<br />
een vermogenswinst van 40 procent en daarmee werd de turbo<br />
officieel geïntroduceerd in de auto-industrie.<br />
In 1938 produceerde fabrikant Swiss Machine Works Saurer de eerste<br />
turbomotor voor een truck. In 1961 introduceerde de Zweedse truckfabrikant<br />
Scania de eerste standaard ingebouwde turbomotor. In die tijd<br />
was dit een behoorlijk revolutionaire stap, omdat bij andere merken de<br />
turbo’s nog niet echt betrouwbaar waren gebleken. Een jaar later<br />
volgde de turbo voor personenauto’s. Vanwege hun onbetrouwbaarheid<br />
werden ze echter al weer snel van de markt gehaald.<br />
In de jaren zeventig deed de turbo zijn intrede in de autosport.<br />
Met name in de Formule 1 werd de turbomotor erg gewild en mede<br />
daardoor raakte de term ‘turbo’ ingeburgerd bij het grote publiek.<br />
Autofabrikanten speelden hierop in door hun topmodellen met turbo<br />
aan te bieden. Toch was er iets te vroeg gejuichd, want de eerste<br />
commerciële turbo’s waren nog niet erg zuinig in het gebruik.<br />
Bovendien vonden veel rijders het ‘turbogat’ – de korte vertraging<br />
bij het gas geven – te groot.<br />
Het grote moment voor de turbomotor voor trucks brak aan in 1973,<br />
net na de eerste oliecrisis. Vanaf dat moment begon de turbo aan een<br />
opmars die voortduurt tot op de dag van vandaag. Eind jaren tachtig<br />
zorgde het toenemende milieubewustzijn voor strenger wordende<br />
emissie-eisen. Dat had weer tot resultaat dat er veel vrachtwagens met<br />
turbomotoren werden uitgevoerd. Momenteel is het zelfs zo dat<br />
praktisch alle truckmotoren met een turbo zijn uitgevoerd.<br />
De echte doorbraak voor turbomotoren in personenauto’s was in 1978,<br />
het jaar van de introductie van de Mercedes Benz 300 TD (foto 2.1). In<br />
1981 volgde de VW Golf turbo diesel. Dit was een belangrijke mijlpaal,<br />
want voor het eerst leverde een dieselmotor (met turbo) bijna net zo<br />
veel vermogen als een benzinemotor zonder turbo, waarbij ook nog<br />
eens de uitstoot van schadelijke stoffen sterkwas verminderd.<br />
2.1 Mercedes 3.0 liter <strong>Turbo</strong> Diesel<br />
3. TecHniek<br />
Elke motor levert een bepaald vermogen. In een<br />
verbrandingsmotor wordt dat vermogen geleverd<br />
door een combinatie van brandstof, zuurstof en de<br />
ontbrandingstemperatuur. Door elk van deze drie<br />
factoren te veranderen, verandert het vermogen<br />
van de motor.<br />
Willen we, bij een gelijkblijvende temperatuur, meer vermogen, dan<br />
zal er meer brandstof en zuurstof moeten worden aangevoerd.<br />
Dat vraagt om meer cilinderinhoud en dat maakt een motor groter,<br />
zwaarder en duurder. Natuurlijk kan ook de snelheid van de aanvoer<br />
van brandstof en zuurstof worden verhoogd, waardoor het toerental<br />
toeneemt. Dat heeft echter weer als nadeel dat de motoronderdelen<br />
sneller slijten.<br />
Drukvulling<br />
Het motorvermogen kan worden vergroot door de lucht, benodigd<br />
voor de verbranding in de motor, samen te persen voor intrede in<br />
de motor. Deze samengeperste lucht kan op meerdere manieren<br />
worden aangeleverd: door pulsdrukvulling, door uitlaatgasdrukvulling<br />
(turbocharging), mechanische drukvulling (supercharging) of door<br />
registerdrukvulling (turbocharging).<br />
Pulsdrukvulling<br />
Pulsdrukvulling krijgt het benodigde drukvermogen uit de uitlaatgassen,<br />
maar er is tevens een mechanische aandrijving tussen de<br />
motor en de drukvulling. Deze vorm van drukvulling wordt vandaag<br />
de dag weinig meer toegepast.<br />
Mechanische drukvulling<br />
Bij supercharging of mechanische drukvulling komt het benodigde<br />
drukvermogen van de krukas, de mechanische verbinding tussen de<br />
motor en de drukvulling. Er bestaan types mechanische drukvulling<br />
zonder en met inwendige compressie. Eén van de meest gebruikte<br />
types compressoren zonder inwendige compressie is de Roots-<br />
compressor, die zijn naam dankt aan de gebroeders Roots. Dit type<br />
compressor – dat door Mercedes verder is ontwikkeld – fungeert als<br />
een pomp: als de compressor meer lucht levert dan de motor zelf kan<br />
aanzuigen, ontstaat een overdruk in de inlaat. De spiraalcompressor<br />
– ook wel ‘G-Lader’ genoemd – is een voorbeeld van een compressor<br />
die wel gebruik maakt van inwendige compressie. Volkswagen heeft<br />
hier in het verleden gebruik van gemaakt. Vanwege de hoge kosten is<br />
de productie van dit type inmiddels stilgelegd.<br />
Uitlaatgasdrukvulling<br />
<strong>Turbo</strong>’s met uitlaatgasdrukvulling werken volgens het principe<br />
van constante druk. De turbocharger is eigenlijk niets anders dan<br />
een door de uitlaatgassen aangedreven compressor. De turbine<br />
wordt in gang gebracht door de energie die aanwezig is in de<br />
uitlaatgas sen. Hoe meer energie in de uitlaatgassen, hoe meer toeren<br />
de turbine maakt.<br />
Registerdrukvulling<br />
Eén van de nieuwste ontwikkelingen op turbogebied is het registerdrukvullingsysteem.<br />
Hierbij start het turboproces met een kleine<br />
turbo, waarna een grote turbo de luchttoevoer naar de motor<br />
overneemt. Het resultaat is een dieselmotor met 20 procent meer<br />
vermogen, meer koppelvermogen bij lage toerentallen en een breder<br />
toerengebied.<br />
6 7