Turbodrift
Wikipedia
Turbodrift är ett system som kan användas i en förbränningsmotor.
Turboaggregatet drivs av energin från motorns egna avgaser och komprimerar den inkommande luften. Detta ger en högre effekt men kan vara oekonomiskt vid låga varvtal, eftersom en turbomatad bensinmotor vanligtvis tillverkas med lägre kompressionsförhållande än en sugmotor, för att undvika knackning (självantändning) när turbon laddar.
[redigera] Användningsområden
Med en lättrycksturbo (annan tryckklocka, många som tror det är en mindre turbo) kan en bensinmotor tillverkas med högt kompressionsförhållande så att verkningsgraden blir bra även vid låg belastning. SAAB har experimenterat med motorer som har variabel kompression så att de kan köras effektivt både vid hög och vid låg belastning. BMW har kompletterat turboaggregatet med en mekaniskt driven kompressor. Vid låga varvtal, innan turboaggreagatet laddar, sköter kompressorn om att ladda och vid högre varvtal tar sedan turboaggregatet över.
Turboaggregat är vanliga på dieselmotorer, vilket medför effektivare bränsleanvändning, se turbodiesel. På fordon med dieselmotorn hörs turbon tydligt som ett vinande ljud när fordonet accelererar.
[redigera] Teknik
Trycket som ett turboaggregat pumpar upp begränsas av en så kallad "Wastegate" som är en variabel port innan turbon som reglerar avgastrycket, denna styrs av trycket som den själv reglerar. När laddtrycket når det förutbestämda värdet så öppnas en ventil med hjälp av en tryckklocka (intern wastegate) eller en kolv (extern wastegate). Intern är vanligast och sitter inbyggd i turbons turbinhus, medan en extern sitter monterad på grenröret.
Wastegaten fungerar så att när porten öppnar så passerar avgaserna förbi turbinen och trycket på turbinen minskar. Därmed saktar den ned och laddtrycket avtar.
En nackdel med turbodrift är värmeutvecklingen som sker i turboaggregatet, dels genom avgaserna som kan ha temperaturer på 800 grader och dels genom luften som blir varm när den komprimeras. Därför passerar luften en "luftkylare", en s.k. intercooler eller laddluftkylare, som sitter monterad efter turbon för att sänka temperaturen på inloppsluften. Detta motverkar spikningar och höjer motorns verkningsgrad. Den sänkta temperaturen gör även att luften tar mindre plats och man kan då få in ännu mera luft i motorn.
Värmen är också ett problem för turbons smörjning. Turbon varvar upp till 100 000 rpm vilket inga kullager klarar av, därför används olja från motorn som smörjning på axeln. Oljan kan dock om turbon inte kyls ordenligt koksa vilket leder till haveri. Därför kyls turbon både med oljan och vatten från motorns kylsystem. [SAAB] använde luftkylda turbos i början vilket ofta ledde just till haveri.
När man varvar en turbomotor så laddtryck byggs upp och släpper gasen (stänger gasspjället) för t.ex. växling, så har luftströmmen som turbon genererar ingenstans att ta vägen, utan studsar mot gasspjället, ger en tryckstöt tillbaka mot turbon och bromsar ner turbinen kraftigt. En nerbromsad turbin innebär att i sin tur att turbinen behöver varva upp igen för att leverera önskat laddtryck vilket kan betyda försämrad motor respons. Långsiktigt är detta inte bra för turbon och därför sitter det ofta en avlastningsventil monterad på något tryckrör efter turbon som släpper ut den luft som annars hade bromsat turbon. Normalt är denna återcirkulerande och leder tillbaka luften till insugsröret mellan luftfiltret och turbon. På senare tid har det emellertid blivit populärt att montera en såkallad öppen dumpventil, eller "dump" som släpper ut denna luft i atmosfären med ett ljudligt "pys"-ljud.
Alla turboaggregat har inte någon avlastningsventil original, bl.a. vissa Garretaggregat.
