Cookiewet mededeling:

Dit forum gebruikt cookies. Klik op het kruisje aan de rechterkant om akkoord te gaan met het gebruik van cookies.
This forum uses cookies. Click the X icon on the right to agree using cookies.

turbowerking voor dummies

Dit forum is bedoeld voor informatie over auto onderdelen. (Voorheen de informative database)

Moderators: Jos, mmarkk

Post Reply
User avatar
dubversion
Meat-team Member
Posts: 839
kuchnie na wymiar
Joined: Thursday 29 July 2010 16:13
Contact:

turbowerking voor dummies

Post by dubversion »

Turbowerking voor dummies

Dit artikel gaat over compressors en in het bijzonder de turbocharger. Af en toe zal ik ook de Engelse termen gebruiken, omdat de Engelstalige forums en bedrijven deze termen ook gebruiken.


Wat is een turbo charger ?

Een turbocharger is vernoemd naar de turbine in de turbocharger. Het is een compressor die met behulp van uitlaatgasdruk in het turbinehuis een schroefwiel aandrijft en deze is met een as verbonden met het compressorwiel in het compressorhuis. In de compressor wordt (gezuiverde) lucht samengeperst en, meestal via een intercooler die de lucht nog wat extra koelt, in het motorblok geduwt om zo meer zuurstof te hebben per volume om zo meer benzine te kunnen verbranden en dus meer vermogen de hebben. Er zijn momenteel twee type turbo’s erg populair. De klassieke turbo, met een turbine en een enkele inlaat voor de turbine en de twinscroll turbo; met twee inlaten en twee aparte turbine wielen. De twinscroll is ontwikkeld om het turbogat (lag) te compenseren. Turbo lag ontstaat, omdat als het gaspedaal wordt ingetrapt, de motor even nodig heeft om de extra benzine te verbranden, daarmee het toerental te verhogen waardoor er meer uitlaatgassen de turbo inkomen en vervolgens pas genoeg druk in de turbine kan geven om boost te leveren om het compressor wiel snel genoeg te laten draaien voor een relevante boost op de inlaat voor de motor. Vooral in de lage toeren, onder zeg 2500 toeren per minuut (RPM), hebben klassieke turbo’s geen goede naam en voelt de gebruiker het turbo gat: het gaspedaal wordt behoorlijk ingetrapt, maar de boost komt met enige vertraging. De twinscroll is een elegante oplossing die naast de twee schroeven ook nog wat andere problemen verbonden aan een turbo systeem oplost, meer daarover later.

Supercharger of compressor
Een supercharger heeft dezelfde functie, maar is simpeler in opzet. In plaats van een turbinehuis wordt de as van het compressorwiel verbonden met de krukas van de auto. Dit gebeurt meestal indirect door de multieriem iets groter te maken en om de as van de compressor te laten lopen. Deze as zorgt dan dat de compressor wiel (of twinscrew schroeven) druk generen. Het compressorhuis van een supercharger is meestal ook anders; soms wordt een huis gebruikt wat lijkt op een turbocharger (centrifugale supercharger, bv Rotrex, Paxton, Vortech). Een betere efficientie wordt verkregen door een “roots” (positive displacement) supercharger; waar twee schroeven lucht naar voren duwen (twinscrew principe, van merken als Lysholm, Whipple, Eaton). Hoe deze schroeven er uit zien bepaald het type nog verder; elk merk heeft wel zijn eigen manier om de twee schroeven in elkaar te laten draaien; en dit leidt tot het karakteristieken “huilen” van de compressor. De vorm van de schroeven hebben een grote invloed op het geluid.

Boost

Normale “NA” (naturally aspirated) verbrandingsmotor zonder turbo en compressor werken met atmosperische druk om zuurstof in de cilinder te krijgen. Hierdoor ontstaat een theoretisch maximum aan de hoeveelheid zuurstof die in een motor kan komen; bij hoge toeren krijgt de motor het moeilijker om de juiste hoeveelheid zuurstof aan te zuigen en de ECU (motor management) moet dit compenseren door minder brandstof te spuiten dan de optimale massaverdeling van 14.7 eenheden lucht tegenover 1 eenheid benzine. Een turbo of compressor kan de lucht aanleveren om dit probleem te voorkomen en zo de optimale 14.7 : 1 verbranding te realiseren over de gehele toeren range (van stationair tot het maximum toerental) . De extra druk die wordt geleverd wordt ook boost genoemd. Het gaat dus om de extra druk, bovenop de ambiente, atmosferische druk (van ongeveer 1 bar)..

Atmospherische druk is overigens niet constant; temperatuur, luchtdruk en hoogte hebben een flink aandeel aan de daadwerkelijke druk. Moderne auto’s worden dan ook uitgerust met een MAF of zuurstof sensor om de lucht of zuurstof deeltjes te meten die wordt aangezogen (N/A of via een turbo/compressor). Dit is natuulijk cruciaal voor de ECU om de hoeveelheid brandstof te bepalen die nodig is om een zo goed mogelijke en volledig mogelijke verbranding te realiseren. Ideale verbrandingsmengsel ligt bij N/A motoren tussen de 12.5 to 13.3:1 (lucht vs benzine). Verdere factoren zijn het octaan gehalte en het zuurstof gehalte van de lucht.

MAF sensor
DE MAF sensor meet de Mass Air Flow, oftewel de hoeveelheid lucht (en daarmee zuurstof) die de motor aanzuigt.

Lambda sensor en fuel maps
De lambda sensor meet het zuurstof gehalte van je uitlaatgassen. Het is handig te weten hoe de verhouding zuurstof tov onverbrande delen in de uitlaatgassen is; Hierbij is 14.7 de stoichastische verbranding van conventionele benzine (de 'perfecte' verbrandigsverhouding). Alle getallen hoger dan deze geven aan dat de motor arm (lean) loopt. Een getal hier onder geeft aan dat de auto te rijk loopt. (rich).
In zgn. 'closed loop' (dit is een staat waarin de ecu zich bevindt) zorgt de ecu ervoor dat op basis van dit getal de verbranding wordt bijgesteld zodanig dat het getal 14.7 zo dicht mogelijk benaderd wordt.
In 'open loop' gebruikt de ecu niet langer de lambda sensor om de brandstoftoevoer te regelen, maar gebruikt de ecu een tabel waarin wordt opgezocht hoeveel brandstof moet worden toegevoerd bij een x aantal toeren. Dit wordt ook wel een 'fuel map' genoemd. Deze vooraf ingestelde waarden kunnen door een tuner worden veranderd middels chiptuning en is daarmee dus in grote mate het deel waar de performancewinst kan worden gehaald.

Vaak is de schakeling van closed loop naar open loop geregeld via het gaspedaal. bijvoorbeeld bij méér dan 75% gaspedaal ingeduwd gaat de ecu in open loop. uiteraard zijn er meerdere factoren (load op de motor) die kunnen zorgen voor een open loop situatie.

arm lopen (lean)
Het mengsel in de cilinder van lucht en benzine heeft te weinig benzine om alle zuurstof te verbranden. Overigens is het meestal geen goed idee om een leane afstelling te hebben, omdat bij hoog toerental ook bij N/A motoren er kans is op pingen; het exploderen van het mengsel voordat de bougie gevonkt heeft. Dit geeft in klap op het inlaatspruitstuk (intake manifold), de kleppen, of bij directie injectie, op de cilinder en zuigers. De meeste motoren hebben een detectie mechanisme voor dit en het beruchte “check engine” lichtje zal gaan branden.

[bUitlaatspruitstuk / ]Exhaust manifold[/b]
De uitlaatkleppen van de motor laten de uitlaatgassen van de cilinder in een uitlaatspruitstuk vloeien, om het moment dat de cilinder zijn laagste punt heeft bereikt en alle energie van de explosie omgezet is in mechanische energie door de zuigers, zuigerstangen en krukas. De uitlaatgassen komen in het zogenaamde exhaust manifold. Omdat cilinders op en neer bewegen en de helft van de tijd de kleppen gesloten zijn, komen de uitlaatgassen periodiek uit het motorblok. Het is belangrijk dat deze uitlaatgassen niet in het manifold blijven; de temperatuur van uitlaatgassen ligt rond de 600 – 700 graden. Bij die temperatuur en atmospherische druk zijn er veel minder lucht molekulen per liter en dus ook minder zuurstof. Deze hitte moet zo snel mogelijk weg; dit is dan ook de uitdaging voor het maken van een turbocharger; dit probleem is veel minder zijn een supercharger; omdat er geen hete uitlaatgassen zijn; enkel de hitte van de roterende gedeelte van de supercharger zelf. De buizen die per cilinder hoofd lopen en de lucht samenbrengen in de turbine van een turbocharger, probeer men meestal even lang te houden. Dit is een optimalisatie voor de periodieke luchtbewegingen tegen het turbinewiel. Er is dan ook veel turbo-efficiëntie te behalen uit een geoptimaliseerd exhaust manifold.

Blow-off valve (BOV)
Als de turbo veel druk genereerd in de compressor en dus aan de inlaat kant veel druk zet, is het belangrijk dat deze druk geventileerd wordt zodra het gas losgelaten wordt. Immers kaatst de opgebouwde druk terug vanaf de gasklep welke dicht zit, en zorgt ervoor dat het compressorwiel wordt afgeremd.
Dit hogedruk probleem wordt ook een compressor surge genoemd. Dit ontstaat bijvoorbeeld als men schakelt terwijl men snel optrekt, of het gas loslaat bij een overdruksituatie. De turbinedruk is dan hoog en er wordt dus veel druk gemaakt bij de compressor. Omdat de compressor lucht samenperst, laat de blow off valve deze lucht via een overdrukventiel ontsnappen. Dit kan naar worden teruggerouteerd in het inlaattraject om bij MAF en AFM sensoren te zorgen dat de luchtmeting blijft kloppen, of naar de atmosfeer. Dit laatste geeft het typische 'nies' geluid van een turbo. Het mechanisme van een blow off valve is met een (constante) veerspanning die een klep/zuiger gesloten houdt. Doordat de druk groter wordt, laat de veer vanzelf de klep opengaan ,totdat de veerspanning weer gelijk is aan de overdruk, waardoor de klep vanzelf weer sluit.

Wastegate
Aan de turbine kant van de turbo hebben we ook soms te veel uitlaatgassen, zodat er teveel druk ontstaat. Idealiter wil men over de hele toeren range dezelfde druk naar de cilinder. Uiteraard is de druk van de uitlaatgassen over de toerenrange helemaal niet gelijk, maar loopt deze evenredig omhoog. Hiermee krijgt men een mooie constante toename van het vermogen van de motor, zonder turbo lag. De grootte van de turbo (de inhoud van het turbinehuis en de compressor) en de cilinder inhoud van de motor geven een aardige indicatie voor de te te verwachten boost. Elke turbocharger fabrikant geeft duidelijke informatie over de turbo en waar de turbo het best tot zijn recht komt (motorvolume/airflow tegenover extra geleverde boost). Er komt dus een moment dat de turbo de gewilde boost bereikt. Als de motor nu in toern oploopt, en dus nog meer uitlaatgassen de turbine inkoment, zou de boost enkel toenemen. Een wastegate dient er voor om een gedeelte van de uitlaatgassen niet via de turbo te laten lopen, maar direct weg te laten vloeien naar de uitlaat. Soms zijn wastegates gecombineerd met het turbinehuis van de turbo. Vooral de kleinere turbo’s kennen deze combinatie. Echter, wil men gebruik maken van de flexibiliteit van een boost controller, of meer invloed hebben op de wastegate werking, dan is een external wastegate wel zo prettig. Sommige merken bieden de optie van een wastegate/turbine combinatie voor een turbo.

Twinscroll turbo's worden meestal niet geleverd met een interne wastegate. Vaak kiest men ervoor om twee aparte wastegates te installeren pet turbo inlet voor de twin setup.

Boost controller
Een boost controller regelt de maximale turbodruk. Zodra de uitlaatgassen een hogere druk bereiken, wordt de wastegate geactiveerd en wordt het overschot aan uitlaatgassen naar de uitlaat gevloeid. Dit kan bij sommige system vanuit de cockpit geregeld worden.

Downpipe
De downpipe is het stukje van de uitlaat die direct achter de turbine uitlaat zit. Normaliter zit in deze downpipe een catalysator. De katalysator haalt de koolstofmonoxide uit de lucht en verbeterd dus de kwaliteit van het uitlaatgas. Echter meestal geldt dat de catalysator tegendruk geeft; wat negatief werkt voor de turbine; immer de uitlaatgassen kunnen niet vrijuit weg uit de turbine (achter het turbinewiel). De downpipe verbind dus de turbine van de turbo met de rest van de uitlaat en geldt als een restrictie als er een katalysator zit. De aftermarket downpipes zijn dan ook veelal “catless” (zonder catalysator) of hebben een high flow catalysator; beide types zouden de maximum turbo efficientie ten goede moeten komen, omdat de maximale boost eerder bereikt wordt. Om het wiel in de turbine zo snel mogelijk te laten spinnen, om tot de gewenste (maximale) boost te komen, moet het drukverschil van de turbineinlaat van de turbo en de downpipe zo groot mogelijk zijn. Het is immers dit drukverschil dat zorgt voor de verplaatsing van lucht die het turbinewiel aandrijft.

Men zou kunnen denken, waarom ueberhaupt een downpipe en uitlaatsysteem ? Waarom niet direct het uitlaatgas in de atmospheer dumpen ? Onderzoek toont aan de dit zou leiden tot rare, niet intuitieve turbolentie in de turbine zelf. Deze komen voort uit het feit dat uitlaatgas periodiek en met drukpieken in de turbine komt. Er komt dus steeds een kort accelatie van het turbinewiel, gevolgd door een periode waar deze druk ontbreek, wat leidt tot decelaratie van het turbinewiel. Dit zorgt voor turbulentie die negatief werkt in een downpipeloos turbo uitlaatsysteem. Los van het feit dat het illegaal is om uitlaatgassen zonder catalysator in de atmosfeer te dumpen, levert het je ook niets op.

Turbografiek
Een turbografiek geeft iso-effientie lijnen weer en bakenen het gebied af waarbinnen een turbo te gebruiken is.

Image

De lijnen geven dus aan waar de efficiente van de turbo gelijk is. Op de vertikale (staande) as staat meestal de hoeveelheid boost, en op de horizontale (liggende) as leest men de airflow (dus de MAF waarde). De vuistregel is dat ongeveer 450 gram ( 1 lbs) lucht 10 PK kan leveren op de krukas. . Het kiezen van een turbo hangt dan ook vooral af van het boost niveau en de PK’s die men wil halen. De grootte van het motorblok zal dan bepalen hoeveel boost er nodig is.

Surge line
De linker grens van de lijnen in de turbo grafiek geven aan waar de turbo instabiel wordt en waar “flutter” optreedt: de boost druk is niet constant. Vooral bij hoge boost is een grillige boostdruk funest voor de turbo.


PK’s, boost en cilinderinhoud
Ondanks dat er grote verschillen zitten tussen de N/A motorblokken van verschillende merken en hoeveel PK ze per liter cylinder volume weten te persen, wordt dit verschil weer kleiner als men extra lucht introduceert. Meer lucht betekent dat men meer brandstof kan verbranden. Met een kleine cylinderinhoud heeft men veel extra boost nodig om zoveel lucht in een cylinder te krijgen; met een groot motorblok kan een lagere boost al de extra lucht verspreiden over de cylinders.


Compressie verhouding en een “built engine”

Het verschil in volume van een cylinder met de zuiger (piston) op zijn hoogste en laagste stand geeft de compressieverhouding aan van de cylinder. De krukas (crankshaft) is met zuigerstangen (piston rods) verbonden aan de zuiger zelf. De meeste pistons, rods en crankshafts zijn van gietijzer. Velen kiezen ervoor om het motorblok te verstevigen zodat de extra power die een gebooste motor geeft niet de motor kapot maakt. De gietijzeren onderdelen worden vervangen met staal (forged metal). Dit is een precisiewerk; immers moet een zuiger perfect in de cylinder passen. Soms wordt de cylinder ook wat opgeboord, om zo wel het volume te behouden binnen de cilinder maar de compressie te verlagen.

Door de zuigerstang te verkorten wordt de compressie verkleind. Sommige motoren hebben standaard een compressieverhouden van 14:1 tot 12:1. Een hoge compressie maakt maximaal gebruik van de explosiekrachten van de verbranding. De bougie vonkt dan ook op het moment dat het volume van de cylinder het kleinst is, dus bij maximale cylinderdruk. Helaas is er ook een nadeel. Door de compressie te verhogen en dus een hoge druk te hebben vlak voordat de bougie een vonk geeft in de met brandstof voorziene hogedruk mengsel in de zuiger, waar alle kleppen gesloten zijn, kan, vooral als het erg heet wordt in het motorblok, predetonatie optreden, oftewel spontane verbranding voordat de bougie heeft gevonkt. Vooral turbo motoren krijgen hier extra last van , omdat er veel meer benzine wordt verbrand en de hitte niet weg kan.

Er zijn een aantal dingen die knocking kunnen tegengaan:
- Hoger octaan gehalte te realiseren in de brandstof. Een andere brandstof (race brandstof, of E85 of pure alcohol) kent het verschijnsel van knocking niet.
- Extra water inspuiting. Een water injectie system, soms gepaard met 50% methanol koelt de lucht in het gecomprimeerde mengsel voldoende, zodat de knocking niet meer voorkomt. De problemen onstaan echter als deze water methanol injectie de geest geeft, zondat dat de ECU dit doorheeft en de boost level niet verminderd.
- Compressie verlaging, dit verlaagd de kans op knocking omdat de druk minder hoog is. Hierdoor kan de optimale timing behouden blijven.
- Retard timing. In plaats van de bougie te laten vonken wanneer de compressie maximaal is, laat men de bougie pas vonken als de cylinder weer naar beneden gaat, dus NA het maximale compressie moment. Dit is uiteraard suboptimaal en zal de paardenkrachten niet ten goede komen, maar knocking moet ALTIJD voorkomen worden.

Moderne verbrandingsmotor, de 4 tact motor
Voordat we de twinscroll werking en voordelen kunnen uitleggen, moeten kort begrijpen hoe de benzine wordt verbrand en welke cyclus daar bij gepaard gaat. Er zijn een aantal type verbrandingsmotoren die veel gebruikt worden: de wankel motor (bv in de Mazda), de Boxer motor (bv Subaru en Porsche) en de gangbare in lijn motoren (4 cilinders en 6 cilinders) en de gecombineerde V motoren (bv Ford V8). Met uitzondering van de wankelmotor werken de motoren met een krukas die per cilinder zuigerstangen bevestigd aan een as. Bij een omwenteling van de krukas is een zuiger een keer op en neer gegaan, dus om de 180 graden, verandert de richting van de zuiger in de cilinder.

Bij een 2 tact motor is er per omwenteling een onsteking in de cilinder. Door bij de neergaande beweging verse lucht in de cilinder aan te zuigen, kan deze bij de opgaande beweging van de cilinder weer gecomprimeerd worden voor de volgende onsteking. De meeste moderne auto's gebruiken echter het 4 tact principe. Er zijn nu twee krukas omwentelingen nodig voor een verbrandingscyclus.
1 Inlaatslag: de inlaatklept opent als de zuiger bovenaan is en de cilinder beweegt naar beneden om lucht en eventueel ook benzine te vullen. bij een turbo staat hier dus meer druk op, zodat meer dan 1 atmosfeer druk in de cilinder wordt geperst.
2 Compressieslag: de inlaatklep is gesloten. Nu wordt het mengsel gecomprimeerd. Bij sommige motoren (bv directe injectie) vind tijdens deze slag nog steeds inspuiting plaats.
3. Arbeidsslag: er wordt niets meer ingespoten en afhankelijk van de onstekingstiming wordt (optimaal bij maximale druk) de vonk gegeven om het mengsel te onbranden. De cilinber beweegt weer naar beneden
4. Uitlaatslag: de uiltaatkleppen openen, de cilinder gaat weer naar boven en de uitlaatgassen worden uit de cilinder geduwd. Bovenaan worden de uitlaatkleppen weer gesloten en begint de inlaatslag weer.

De nokkenassen (camshafts) zorgen er voor dat de in en uitlaatkleppen open en dicht gaan. Sommige auto's kunnen dit softwarematig timen wat makkelijker kan zijn om een auto te tunen, dit heet VANOS (variable Nockenwellensteuerung).

Twinscroll turbo
Twinscroll turbo’s combineren de uitlaatgassen van de cylinders op zo'n manier dat er een regelmatig "puls" van uitlaatgassen van de uitlaatslag het turbinewiel aandrijven.

Bij 4 cilinders is de volgorde van cilinder vuring meestal 1324, bij 6 cilinders is het vaak 153624. Terugdenken aan de 4tact motor onstaat voor de 6 cilinder het voldende plaatje:

graden|cilinder begin|cilinder eind|turbine inlet voor
krukas| Uitlaatslag |Uitlaatslag |twinscroll
0| 1 | |1
60| | 4 |
120| 5 | |2
180| | 1 |
240| 3 | |1
320| | 5 |
360| 6 | |2
420| | 3 |
480| 2 | |1
540| | 6 |
600| 4 | |2
660| | 2 |
0| 1 | |1
Als nu het uitlaatgas van cilinder 1,2 en 3 als inlet 1 wordt genomen voor te twinscroll turbo, en 4,5 en 6 voor de andere inlet, dan is er de puls regelmatig verdeeld, afwisselend en er is maar maximaal 1 enkele uitlaatklep open op een inlet tegelijkertijd, zodat er geen tegendruk wordt gegeven op een andere uitlaatklep wat de uitlaatgassen bemoeilijkt om uit de cilinder te ontsnappen. Sterker, op het moment dat een uitlaatklep open gaat , wordt het turbinewiel nog geduwd door de andere inlet. De nieuwe puls helpt om de laatste restjes uitlaatgas uit de eerdere geopende cilinder te trekken door de extra onderdruk die staat omdat het turbinewiel weer vesnelt door de nieuwe puls. Dit wordt Scavenging genoemd. Voor 4 cilinders combineert men cilinder 1 en2 en 3 en 4.

Door een inlet meer het exducer einde van het turbinewiel te blazen en de andere op het inducer kant, kan men over een grotere toerental bandbreedte maximale boost bereiken. Sommige twinscrolls hebben dubbele bladen aan het turbinewiel, en elke inlet heeft zijn eigen bladen.

Image

Voor twinscroll uitlaatspruitstukken is het belangrijk dat de lengte van de pijpen ( runner length) tot de turbo gelijk zijn, zodat de uitlaatgaspulsen regelmatig in de turbine komen.

Merk op dat ook een twinscroll een wastegate nodig heeft. Vanuit de fabriek wordt vrijwel nooit een "internal" wastegate (bv niet bij Garrett of Borg Warner) bij het turbine huis geleverd en zal men een of twee external wastegates moeten installeren in de turbo setup.


twinturbo of bi-turbo setup
In plaats van een twinscroll, kan men ook kiezen om wel de splitsing te maken in de exhaust manifold maar elk uitlaatspruitstuk zijn eigen turbo te geven. In deze setup kan men kiezen om een kleine en een grote turbo te kiezen; de kleine turbo voor maximale spool en druk bij lage toeren en de grotere voor de hoge toeren.

De turbo binnenin


In een simpele vorm heeft de turbo een turbine wiel die wordt aangedreven door de uitlaatgassen. Dit wiel, dat een beetje uitziet als een schoepenrad op een watermolen, heeft een hele speciale vorm van de bladen. Een gedeelte van de bladen sluiten nauw op de binnenwanden van de turbine; een ander gedeelte laat wat speling over, zodat er altijd wat uitlaatgassen kunnen ontsnappen die niet bijdragen aan de omwenteling van het rad. De lengtes van deze korte en lange kant van een blad in het turbine wiel wordt “trim genoemd.

Flange
De turbo flange is het stukje wat het uitlaatspruitstuk verbind met de turbine inlet(s). Een T4 is een benaming voor een twinscroll stukje, dus met twee ramen. T3 is een veelgebruikte maat voor een normale (single scroll) turbo.

Trim
De trim is de verhouding van de bladen op het turbinewiel. Een turbine wiel heeft een speciale vorm:

Image

Trim = (Inducer x Inducer /Exducer x Exducer) x 100

De trim is het verschil tussen the diameter van de wielbladen aan de buiten- (korte) kant (exducer) en de binnenkant van het wiel (inducer). De trim in het compressorwiel wordt ook wel weergegeven, maar het is meestal de trim van de het turbinewiel die men weergeeft bij het type turbocharger.

Compressor A/R (Area / Radius)

A/R is de verhouding tussen het doorsnee oppervlakte van het slakkenhuis van de turbine of compressor behuizing en de radius van het slakkenhuis.


Image


De A/R van de compressor heeft invloed op het max boost moment; een grotere verhouding genereert eerder boost (bij lage RPM). Kleinere compressor A/R worden gebruikt voor hoge boost applicaties.

Turbine A/R

De A/R is een belangrijke variabele voor het kiezen van de juiste turbo. Een kleinere A/R zorgt voor een hogere snelheid van de uitlaatgassen, en dus is er sneller spool bij lage RPM. Maar bij hoge RPM zorgt dit weer voor meer backpressure, iets wat de efficientie zwaar drukt. Het optimum van de turbo A/R ligt dan ook aan de applicatie; hoeveel vermogen er verreist is over de toeren bandbreedte.

Turbo koeling

Turbo’s zijn meestal olie gekoeld. Er zijn ook turbo’s die een additionele waterkoeling hebben. Het is belangrijk om genoeg oliedruk te hebben, typisch zo’n 40 PSI (2,7 bar) of meer. De optionele waterkoeling helpen vooral om het overtollige hitte af te voeren nadat de auto is uitgezet. De oliedruk is dan weggevallen, maar de waterkoeler loopt nog door.

Bij het plaatsen van een turbo is het belangrijk om aan het motor oliepeil te denken; Als een turbo te laag zit, dan wordt de olie niet door de zwaartekracht uit de turbo naar de carterpan geleid en is wellicht een aparte oliepomp nodig om de olie uit de turbo te pompen.

BSFC (Brake Specific Fuel Consumption)

De BSFC is een variabele die gebruikt wordt om uit te rekenen hoeveel brandstof er nodig is om de beoogde PK’s te berekenen.

BSFC = lb / (PK * uur)
Lb = 450 gram brandstof (pond)

De BSFC hangt erg af van de motor; maar typisch geldt voor gebooste motoren een BSFC van 0,5 tot 0,6. Hoe lager, hoe minder brandstof er nodig is om de beoogde PK’s te behalen.

Airflow (van de compressor) = PK * (A/F) * BSFC/60
Waar A/F de air / fuel ratio is en PK de beoogde kracht.
Last edited by dubversion on Wednesday 21 December 2011 10:42, edited 4 times in total.

User avatar
Rich
Shoarma voorproever
Posts: 1378
Joined: Sunday 20 September 2009 13:02
Contact:

Re: turbowerking voor dummies

Post by Rich »

Jeroen,

Bedankt dat je dit allemaal bij elkaar gezocht hebt, of vertaald of..
Maar beter je hele verhaal te verwijderen, het zit echt barstensvol dingen die niet kloppen/net niet goed zijn/compleet fout zijn.
Elke paragraaf zit wel een of meerdere fouten in.

:N

User avatar
Dude
Shoarma eter
Posts: 3865
Joined: Monday 01 January 2007 19:55

Re: turbowerking voor dummies

Post by Dude »

+1 Maar het is ook uitleg voor dummies hé ;)
Image

User avatar
Tjabbo
ShoarmaTeam Admin
Posts: 24489
Joined: Tuesday 21 February 2006 17:31
Location: Vroomshoop
Contact:

Re: turbowerking voor dummies

Post by Tjabbo »

ik heb een aantal dingen aangepast/verbeterd. ik had nog niet de tijd gehad om alles door te lezen,maar een (klein) aantal dingetjes is wat bijgewerkt.
het is iig een leuke aanzet.
My blue manual 1989 1JZ Supra twin turbo
My grey automatic 1991 Supra turbo
Whenever a bird shits on my car I eat a plate of scrambled eggs on my front porch, just to show them what I'm capable of.

User avatar
dubversion
Meat-team Member
Posts: 839
Joined: Thursday 29 July 2010 16:13
Contact:

Re: turbowerking voor dummies

Post by dubversion »

Voor mensen die fouten vinden, geef me de kans het te verbeteren.

Het is niet vertaald; mijn bronnen zijn vooral van Garrett's product catalogus en andere sites zoals wikipedia en andere auto forums.

Rich, anders bel ik je een keer, dan kun je me over de telefoon zeggen wat er allemaal mis is.
Misinformatie en fouten wil ik er niet in hebben natuurlijk !


@Marco: thanks, ik heb ook nog wat aangepast over de twinscroll, dat was niet correct.

Work in progress mensen. Daar is het een forum voor !

groetjes,

Jeroen

User avatar
Dredd
Shoarma kruider eerste klas
Posts: 780
Joined: Sunday 15 August 2010 11:37

Re: turbowerking voor dummies

Post by Dredd »

^O^ Iedereen bedankt voor de info.
Ik zoek me altijd suf naar de "juiste" informatie. De werking van een turbo is blijkbaar niet echt eenduidig :9

Wat ik graag zou willen weten is de uitleg bij de turbine map. De compressormap wordt overal besproken, maar hoe lees je de onderstaande maps.

1) Als je uitgaat van een PR van 2.2 (1.2bar boost) en de flow range van een MKIV 20-50 lb/min (http://www.forcedinductions.com/consumption183.htm), welke eigenschappen haal je dan uit de onderstaande maps [?]

2) Is de turbine 'Gas Turbine Flow' overigens precies gelijk aan de compressor 'Air Flow' [?]

GT35R
Image

GT40R
Image
PS3 + PS4 ------- PSN: DutchSupra
Joinnnn ussssss!

User avatar
Rich
Shoarma voorproever
Posts: 1378
Joined: Sunday 20 September 2009 13:02
Contact:

Re: turbowerking voor dummies

Post by Rich »

Jeroen, als je dit soort artikelen wil schrijven moet je je niet baseren op informatie van internet. Ik heb bij aardig wat bedrijvenwebsites informatie gezien die gewoon niet klopt, laat staan de crap die er op vele forums te vinden is. Zelfs in de 'turbo tech 101' van ome Garrett werd tijdens de ACP training getoond dat er een foutje in zit. Overigens uitstekende info verder daar hoor, begrijp me niet verkeerd.
Maar om het kaf van het koren te kunnen scheiden moet je boeken gaan lezen. Zoek bijvoorbeeld boeken op van Greg Banish, Joe Pettitt of Ben Strader en lees die grondig door van A-Z. Leg ze weg en laat 't een paar maanden bezinken en lees ze dan weer van A-Z door en doe dat een jaar later nog een keer. Er staan trouwens ook aardig wat tutorials van genoemde heren op youtube.

Voor dit onderwerp zou je het boek Turbos & Blowers van Joe Pettitt kunnen aanschaffen, daar wordt de werking en principes achter turbos en blowers exact en in detail beschreven en stap voor stap uitgelegd. Ook de essentiële verschillen tussen turbos en blowers worden uitgelegd. Dit boek was een van de eerste boeken die ik zo'n 10 jaar geleden heb gekocht en heb 'm al een keer of vier helemaal doorgelezen, is ook een heel mooi naslagwerk.
(Daar kan je bijvoorbeeld in lezen dat een turbo GEEN compressor is ;))

http://www.amazon.com/Sport-Compact-Tur ... 1884089887

User avatar
dubversion
Meat-team Member
Posts: 839
Joined: Thursday 29 July 2010 16:13
Contact:

Re: turbowerking voor dummies

Post by dubversion »

Hi Rich,

Ten eerste bedankt dat je de moeite neemt als expect om op mijn schrijven te reageren. Dat waardeer ik natuulijk ! Ik wil met deze pagina een goede basis leggen om de termen uit te leggen die worden gebruikt in de custom turbo en supercharger wereld. Ik heb me al verdiept de laatste maanden en dit schrijven is mijn "examen". Ik leer graag door en het boek wat je voorsteld ga ik kopen.

Laten we geen discussie beginnen over wat een goede bron van informatie is. Als informatica ingenieur heb ik zo mijn eigen ideeen erover; een daar van is dat een boek maar een keer geschreven is en er zeker fouten instaan. Terwijl internet pagina's kunnen worden bijgewerkt als er fouten staan. Ik geloof dus WEL dat het internet een betere bron is van informatie dan boeken, simpelweg omdat niemand bladzijdes uit een boek scheurt om ze te herschrijven.

Ik ben het natuulijk met je eerns over het feit dat er veel misinformatie op het web is. Garrett is hoort daar NIET bij en ook wikipedia is door honderduizenden gecontroleerd; dit zijn veel bezochte pagina's. Ik vind dit anno 2011 prima bronnen om een eerste indruk van iets te krijgen, of om een definitie te achterhalen.

Ik heb het veel liever over de fouten in mijn schrijven en die wil ik graag verbeteren.

Over je punt of een compressor: ik beschouw een compressor als iets wat samenperst. Een turbo perst wel degelijk lucht samen, omdat de druk hoger is als voorheen. Een belangrijk onderdeel van een turbo is het compressorhuis. Zou raar zijn als het dan niets met een compressor te maken heeft ? What's in a name ! Wellicht duidt je op het feit dat het geen (mechanische ) compressor is, in de zin van een supercharger; dat verschil heb ik dan ook beschreven, alsmede kort proberen aan te duiden welke soorten superchargers er zijn. Ik heb mijn eigen lysholm van binnen gezien, ik snap hoe het ding werkt.

Ik hoop dat ik je later vandaag even mag bellen, dan kun je me hopelijk op de fouten wijzen en kan ik de tekst aanpassen.

User avatar
dubversion
Meat-team Member
Posts: 839
Joined: Thursday 29 July 2010 16:13
Contact:

Re: turbowerking voor dummies

Post by dubversion »

@Dredd,

De turbine map van de turbo wilde ik inderdaad ook nog bespreken, wordt vervolgd !!

Op deze pagina kun je een keer wat invullen. Je zult de turbo mapping als de turbine map "in actie" zien, onderaan het scherm als je een turbo gekozen hebt:

http://www.turbodriven.com/performancet ... index.html

De pagina is van garrett en poogt mensen te helpen met het kiezen van de juiste turbo voor hun applicatie. Het aantal variabelen is overweldigend, maar ik hoop de meeste in deze post te beschrijven.

groetjes,

Jeroen

User avatar
Dredd
Shoarma kruider eerste klas
Posts: 780
Joined: Sunday 15 August 2010 11:37

Re: turbowerking voor dummies

Post by Dredd »

Bedankt Rich! Boek gaat in het mandje ^O^
PS3 + PS4 ------- PSN: DutchSupra
Joinnnn ussssss!

Post Reply