Typer av turboladdare: Turbo, Twin turbo, Twin-scroll, känner du till dem alla?
Turbo, Twin turbo, Bi-turbo, Twin-scroll eller elektrisk turbo? Vilken är bäst, och vilka är deras fördelar och nackdelar?
Vi kommer att titta på alla de nämnda typerna av turboladdare i den här artikeln och prata om deras konstruktion.
Innehållsförteckning
Vad är en turboladdare till för?
En turboladdare eller i vardagsspråk en turbo är en anordning som ökar kraften hos en förbränningsmotor genom att tvinga in luft i förbränningskammaren.
Ökningen av effekt är att motorn får många fler syremolekyler från samma luftvolym, eftersom luften komprimeras, vilket gör blandningen mer explosiv.
Turboladdare: Vilka är dess fördelar och vad är turbofördröjning?
Således accelererar en turboladdad motor lättare, har högre effekt och förbrukar inte mer bränsle än en atmosfärisk motor. Turboladdaren drivs av avgaser, vilket innebär att den använder energi som annars skulle gå till spillo.
Drivningen av turboladdaren med avgaser är mycket effektiv eftersom turbon inte tar energi från motorn, till skillnad från supercharger, som drivs mekaniskt av motorns kraft.
Vad består en turboladdare av?
Huvuddelen av turboladdaren är turbinen, dvs propellern. Den kan rotera med en hastighet på upp till 300 000 rpm och har störst inflytande på vissa prestandaegenskaper hos turboladdaren. Storleken på turbinen bestämmer mängden luft som kommer att strömma in i motorn. I allmänhet gäller att ju större turbinen är, desto större luftflödeskapacitet.
Prestandan hos en turboladdare är nära relaterad till dess storlek. Stora turboladdare behöver mer avgastryck, vilket orsakar turbolag vid låga hastigheter. Små turbos snurrar snabbt, men kanske inte har samma kraft vid hög acceleration.
Turbo Lag: Vad är det och hur kan man minska det?
Olika turboladdarvariationer kombinerar fördelarna med stora och små turboladdare effektivt.
Enkel turboladdare - Den enklaste typen av turboladdare
Denna enkla turboladdare användes redan när överladdning var i sin linda. En enkel turboladdare har dock vissa gränser när det gäller motorinställning.
Som redan nämnts drivs turboladdaren av avgaser. En liten turboladdare har låg tröghet, så endast en liten mängd energi från avgaserna räcker för att snurra turbinen.
Motorkraft och vridmoment: Vilken av dessa parametrar är viktigast?
En motor med en sådan turboladdare ger högt vridmoment redan vid mycket låga varv, så den utmärker sig i flexibilitet även vid lägre varv. Den har dock inte kraft vid höga varvtal, eftersom turbinen skulle vilja rotera snabbare, men den når sin maximala hastighet som konstruktionen ger.
Därför kommer en liten turbo att nå sitt maximala varvtal vid ett lägre motorvarvtal än en större. Å andra sidan fungerar en stor turboladdare bara vid höga motorvarvtal. Det betyder att ju högre varvtal motorn har, desto högre effekt.
En motor med denna typ av turboladdare går med vissa hastigheter som en icke-överladdad enhet. När den överskrider ett visst varvområde, manifesterar det sig i en mycket skarp och kraftfull start och dragkraft.
Fördelar:
- Pris
- Tillförlitlighet
- Enkel konstruktion
Nackdelar:
- Betydande turbofördröjning
- En kompromiss mellan motorprestanda och flexibilitet
Turbo med variabel geometri
Turboladdare med variabel geometri (eller VGT i korthet) använder rörliga blad för att justera luftflödet till turbinen, vilket efterliknar en turboladdare med optimal storlek genom hela effektkurvan. Resultatet är en turboladdare utan observerbar turbofördröjning.
Denna typ av turboladdare används uteslutande för dieselmotorer. Anledningen är bladmekanismens känslighet för höga temperaturer. För att förtydliga är temperaturen på avgaserna från bensinmotorer flera hundra grader Celsius högre än för dieselmotorer.
Turboladdare med variabel geometri (VGT): Hur fungerar det?
Även i det här fallet finns det dock undantag så att du kan möta denna typ av turboladdare även med en bensinmotor.
Fördelar:
- Fungerar i ett brett spektrum av motorvarvtal
- Priset är jämförbart med priset på en enkel turboladdare
Nackdelar:
- Lägre tillförlitlighet jämfört med en enkel turboladdare
- Designad främst för dieselmotorer (för bensinmotorer kräver denna lösning användning av dyra, mer hållbara material)
Bi-turbo, Twin-turbo
Twin-turbo eller Bi-turbo är två turboladdare som arbetar parallellt (tillsammans) eller sekventiellt (separat). I en parallell konfiguration är båda turbon lika stora, med den ena turbon som drivs av ena halvan och den andra av den andra halvan av motorns avgaser, och båda arbetar samtidigt. Du kan stöta på en sådan lösning, särskilt med flercylindriga motorer.
Små turboladdare har låg tröghet, så i princip behövs bara en liten mängd energi från avgaserna för att snurra turbinen, varför två små turboladdare ofta används istället för två stora.
I den sekventiella konfigurationen, som används oftare, går den mindre turboladdaren vid låga hastigheter, med medelhastigheter och med högre förutbestämda motorvarvtal. Bara den stora turboladdaren fungerar ensam.
Sekventiellt arbetande turboladdare uppfyller både kraven på hög prestanda och motorns flexibilitet vid låga varvtal. Denna design kräver dock komplexa uppsättningar av rör för att mata båda turboladdarna.
Fördelar:
- De uppfyller kraven på hög prestanda, men också kraven på motorflexibilitet vid låga varvtal
- Eliminera turbofördröjning
Nackdelar:
- Högt pris
- Komplex konstruktion
- Högre servicekostnader
Twin-scroll turboladdare
Denna typ av turboladdare har två kanaler för intag av avgaser i turbindelen. Avgasrören från cylindrarna leder till den ena och andra kanalen i Twin-scroll turbo så att vakuumet inte tar energi från avgaserna från en cylinder.
Däremot har avgasventilen på den andra cylindern ännu inte stängt, men dess inloppsventil har redan börjat öppna.
Twin-scroll turbo: Vilka är dess för- och nackdelar?
Om tändningen i cylindrarna är i ordningen 1-3-4-2, cylindrar 1 och 4, leder ledningar till en kanal och cylindrar 2 och 3 till den andra. I detta fall kommer det inte att ske någon förlust av avgasenergi, eftersom cylinder 3, som skulle ta energi från avgaserna från cylinder 1, inte är ansluten till samma rör.
Nackdelen med Twin-scroll-turboladdaren är dess krävande konstruktion av avgasrör. Det är också nödvändigt att ha ett jämnt antal cylindrar så att avgaser från samma antal cylindrar strömmar in i varje kanal.
Fördelar:
- Pris som liknar en enkel turboladdare
- Verkningsgrad liknar en dubbel turboladdare
- Tillförlitlighet
Nackdelar:
- Svår konstruktion av avgasrör
- En svår konstruktionslösning för motorer med fler cylindrar
Elektrisk turboladdare
Det är inte en turbo utan en elektrisk kompressor. Denna typ av turboladdare behöver inte energi från avgaser för sin drivning, eftersom den använder en elmotor och en speciell ackumulator för sin drivning. Tack vare detta har den elektriska turbon flera fördelar. Förmodligen den största är den fullständiga elimineringen av turbolag.
Den elektriska turboladdaren kan reglera hastigheten på sin turbin genom att ändra hastigheten på elmotorn. Denna typ av turbo behöver därför inga extra anordningar som en avblåsningsventil, wastegate eller variabla blad för att reglera turbofördröjning.
Elturbo: Är det en turboladdare eller en kompressor?
Denna turboladdare används inte ensam för att överladda motorn. Vid höga motorvarvtal skulle energin från specialbatteriet inte räcka till för att vrida turbinen med tillräckligt varvtal. Vid användning av en starkare ackumulator eller ett större antal sådana ackumulatorer skulle priset på elturbon överstiga priset på hela bilen.
Det är därför den elektriska turboladdaren bara fungerar vid låga och medelhöga motorvarvtal, och vid höga varvtal stängs den av och överlåter överladdningsfunktionen till den klassiska turboladdaren.
Fördelar:
- Total frånvaro av turbofördröjning
- Behöver ingen extra utrustning för att reglera påfyllningstrycket
- Utsätts inte för hög termisk belastning
Nackdelar:
- Högt pris
- Fråga om tillförlitlighet
- Kräver ett speciellt batteri som driver denna turbon