Turbo
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
En turbo eller turbolader har som formål å øke effekten til en forbrenningsmotor. Den består av kompressorhjul og turbin: En avgassdrevet turbin sitter i eksosanlegget og driver et kompressorhjul i innsuget som presser luft inn i motoren, såkalt ladeluft. Når motoren får mer luft, kan den bruke mer drivstoff, og dermed øker motoreffekten. Turbo er et akronym dannet av de engelske ordene turbine og booster («turbinforsterker»).
Innhold |
[rediger] Kompressorlading
Man skiller gjerne mellom turbolading og kompressorlading. I Norge er det vanlig å si at turboladede motorer har turbo og kompressorladede motorer har kompressor (engelsk supercharger). En kompressor drives direkte av veivakselen via en kompressorreim/viftereim, i motsetning til turboen, som blir drevet av trykket på eksosen fra motoren.
[rediger] Bruk
Turboer brukes både på fly, båt, motorsykler og biler, særlig europeiske moderne biler.
Kompressorlading finnes på alle Mercedes-er med "Kompressor" på bakluka. VW har sin 4 sylindrede G60 motor med kompressor, i eldre Golf og Passat modeller.
Kombinasjonen turbo og diesel er spesielt vanlig, blant annet fordi dieselmotorer har dårlig dreiemoment på høye turtall, mens turboer har tendenser til å gi motorer motsatt karakteristikk; dermed kan man lage motorer med godt dreiemoment over et stort turtallsområde.
I mange biler er en NA (naturlig aspirert) motor vanlig, men når bilprodusentene ønsker å få mer effekt av en forbrenningsmotor, har man to alternativer: Turbo eller Kompressor. Mest utbredt er turbo, fordi en da tar effekt fra eksosen som ellers bare vil gå tapt. Ved kompressordrift vil en stjele litt effekt fra veivaksel, og drivstoffforbruket vil være litt høyere enn tilsvarende med turbo. En turbolader eller kompressor gir mye mye effekt uten å måtte øke slagvolum eller måtte omfattende modifisere motoren. Audi er en bilprodusent som har hatt stor suksess med sine turboladede motorer, nettopp fordi en motor med samme motorvolum kan ha ulikt antall effekt uten å måtte modifisere motoren, men kun justere ladetrykket til turboen. Dette gjør at en motor med 1,8L motorvolum kan ha fra 150 - 225 hestekrefter originalt fra fabrikk.
[rediger] Størrelse benevning
For å beskrive størrelsen og karakteristikken på en turbo brukes ofte AR-mål og trim. AR-mål (fra engelsk: Area/Radius) beskriver den geometriske karakteristikken for alle turbinhus og kompressorhus. Definert som arealet ved innløpet (utløpet på kompressorhus) dividert på radiusen fra turboens senterlinje. En kan ut fra dette bedømme størrelsen på et hus, men sier ingenting uten at en har kunnskap om størrelsen på kompressorhjulet eventuelt turbinhjulet for det aktuelle huset.
Trim er forholdet mellom den minste diameteren påkompressorhjulet/turbinhjulet og den største diamenteren. Regnes ut slik:
To turbinhjul/kompreesorhjul av helt forskjellig geometrisk størrelse kan da ha samme trimmen. Mange turbofabrikanter bytter gjerne ut svaret en får med bokstaver. F.eks vil både forholdet mellom 37.6mm og 52.2mm, i likhet med 48.3mm og 67.0mm gi svaret 52-Trim. 52-Trim kan da gjerne bli byttet ut til å hete P-trim.
[rediger] Historie
Den første eksosdrevne turbolader ble utviklet av Dr. Alfred J. Buchi fra Sveits. Buchi jobbet som overingeniør ved Sulzer Brothers forskningsavdeling, og i 1915 lanserte han idéen om en turbo-diesel, men dette konseptet ble ikke umiddelbart godt mottatt.
Under andre verdenskrig ble turboer brukt i stor utstrekning på propellfly, for eksempel amerikanske B-17. Porsche var den første bilfabrikanten som brukte turbo på en sportsbil i masseproduksjon.Den første personbilen med turbolader var en A-Body Chevrolet Corvair sammen med Oldsmobile Cutclass Jetfire i 1962 med en 6-sylindret boxer. Saab i Sverige var også blant de første til å lansere en vanlig personbil med turbolader på bilutstillingen i Frankfurt i 1977. En Saab 99 ble vist med 23% høyere effekt og 45% høyere dreiemoment enn motoren normalt hadde. Produksjonsmodellene av Saab 99 Turbo ble solgt fra 1978. Samme år ble Saab 900 lansert, og ble tilbudt med en betydelig mer raffinert turbomotor fra 1980. Innen racing ble foreksempel Formel 1 biler utstyrt med turbo. BMW M12/13 tc fra 1986 var en 4 sylindret motor på 1,5 liter med hele 850 hestekrefter. Etterhvert ble det forbud mot turbo i denne sporten på grunn av for høy ytelse på motorene.(BMW utviklet en motor opp mot 1300 hestekrefter)
[rediger] Turbotilbehør
Noen ganger skiller man mellom lavtrykksturbo og høytrykksturbo. Lavtrykksturbo innebærer omtrent bare de to ovennevnte turbinene, mens høyt trykk, betydelig høyere enn atmosfæretrykket, krever eller gjør det gunstig med visse tilpasninger, først og fremst ved hjelp av ladeluftkjøler og wastegate.
[rediger] Ladeluftkjøler
En ladeluftkjøler (engelsk intercooler) kan være en luft/luft-radiator eller luft/vann (vannkjølt intercooler) som har til oppgave å kjøle ned motorens inntaksluft, for igjen å få høyere motoreffekt. Den plasseres etter kompressorturbinen og før gasspjeldet. Når man forandrer volumet til en gass, er temperaturen proporsjonal med trykket. Når man ved hjelp av en turbolader øker trykket på inntaksluften, øker lufttemperaturen betraktelig. Ved å kjøle ned luften tar den mindre plass, slik at man får mer luft per romenhet inn i motoren.
[rediger] Wastegate
En wastegate en en trinnløs ventil som slipper eksos forbi turboladeren. Denne ventilen blir åpnet og lukket avhengig av turbotrykket i innsugsmanifolden, og blir vanligvis styrt av en trykkfjær eller motorens styringsenhet. Dersom man fjerner wastegateventilen blir ikke overtrykket turboen lager begrenset. Dette vil føre til veldig høy motoreffekt, men vil mest sannsynlig skade både motoren og turboladeren etter veldig kort tid.
[rediger] Dumpventil
Også kjent som "Pop-off" (selvom dette egentlig er noe helt annet. En sikkerhetsventil som åpner seg når trykket stiger til det den er satt til som man som regel bare finner på løpsbiler.) eller "Blow-off". Denne ventilen slipper ut ladeluft når gasspjeldet lukkes etter at turboen har ladet, og gir ofte en karakteristisk blåselyd. Hensikten med dette er å unngå "Surging" (ustabilt flowområde for kompressordelen) "Surging" oppstår når luft som kompressordelen pumper ut blir blokkert og lufta må returnere igjennom kompressordelen for å komme ut. Dette fører til trykksvingninger som vil virke på kompressorhjulet med store aksialkrefter frem og tilbake, og vil føre til tidlig havari av turbolader. Man vil også oppnå raskere respons ved neste gasspådrag da turboen bremses mindre når dumpventilen åpner, og vil i stor grad opprettholde sin hastighet. Dumpventilen åpnes av vakuumet som oppstår bak gasspjeldet når det lukkes. Det er forøvrig vanlig å ettermontere eller skifte ut den originale dumpventilen på gatebiler, mest for lydens skyld. Mange dumpventiler på markedet er utformet for å gi mest mulig lyd. Det er ikke mulig å montere dumpventil på turbodiesel motorer da de har åpent gasspjeld hele tiden.
[rediger] Eksterne lenker
- How Turbochargers Work (engelsk)
