Turboladere har eksistert en god stund. Tro det eller ei, General Motors var de første som introduserte turboer for kjøretøyene sine i 1962 med Oldsmobile Turbo Jetfire. Turboer tilfører tonnevis med kraft uten å kreve en større motor, og den fungerer av de samme eksosgassene som kjøretøyet allerede produserer.
Turboer er strålende prestasjoner innen ingeniørkunst som raskt har spredt seg over bilindustrien. Det startet som en sjelden ytelsesoppgradering begrenset til eksklusive luksus- og sportsbiler, men er nå et allestedsnærværende tillegg som øker effektiviteten.
Les videre for å finne ut mer om hvordan turboer fungerer.
Hvorfor moderne biler bruker turboladere
Turboladere dateres tilbake til 1905, da Alfred Buchi fikk patent på en tidlig turbolader. Det er utrolig hvordan teknologien går tilbake mer enn et århundre, spesielt med tanke på hvor mye av en bom turboladere opplever nå.
Interessant nok ble tidlige turboer utviklet med et flys ytelse i tankene. Forbrenningsmotorer bruker luft og drivstoff antent i motorens forbrenningskammer nede på stempelet, slik at motoren kan generere strøm.
Før turbo var den eneste måten å øke motorens kraft på å øke slagvolumet. Ved å gjøre brennkammeret fysisk større og utvide hele motoren, eller ved å legge til flere sylindre, kan motorprodusenter forbrenne mer drivstoff og luft, og dermed øke motorens kraft produksjon. Det er derfor det berømte ordtaket "det er ingen erstatning for forskyvning" ble en stift i bilverdenen.
Men det er en mer effektiv måte å legge til kraft på uten å måtte øke slagvolumet: turboladere. Disse enhetene lar en motor generere mer kraft uten å fysisk øke fortrengningen, noe som beviser at det absolutt er en erstatning for fortrengning.
De beste elbilene med høy ytelse bevis også at ordtaket er feil. Et eksempel er den ultraraske Lucid Air, som er raskere enn klassiske V8 muskelbiler mens de kjører på elektroner.
Hva er en turbo?
Enkelt sagt er en turbolader en luftkompressor drevet av motorens eksosgasser. Denne kompressoren lar motoren sluke inn mer luft, slik at motoren kan legge mer drivstoff i forbrenningskammeret uten å legge til mer slagvolum. Når det gjelder fly, er turboladere en veldig praktisk applikasjon.
Når et fly fortsetter å klatre, blir luften mindre tett; dermed vil den samme motoren gi mindre kraft i høyere høyder enn den gjorde nærmere havnivå. Dette er et stort problem, men turboladere gir en flott løsning.
Turboladere lagt til flymotorer gjør at mer luft kan skyves inn i motoren enn det som normalt ville vært mulig i store høyder, og løser problemet med krafttap når du flyr. I likhet med naturlig aspirerte (NA) flymotorer, lider også NA-biler av ytelsestap i store høyder sammenlignet med turboladede motorer.
Hvordan fungerer turboladere?
Turboladere er luftkompressorer, så som navnet tilsier, gjør en turbo én jobb: komprimere luft og stappe den inn i motoren. Måten den utfører denne oppgaven på er relativt enkel. En motor produserer avgasser på grunn av forbrenningen som driver kjøretøyet, og turboer bruker dette forbrenning for å drive en turbin som til slutt fører til komprimering av luft dyttet inn i motor.
Det fine med en turbo er at den resirkulerer eksosgasser for å drive kompressormekanismen. Turboer er delt inn i to halvdeler: den varme regionen, i kontakt med eksosgassene, og den kalde regionen.
Hva dette betyr er at en av halvdelene (den varme) er koblet til eksosmanifolden. Når varm luft fortrenges fra motoren, snurrer den en turbin i den varme halvdelen av turboladeren, som igjen snurrer kompressorviften som er plassert i den kalde delen av turboen.
Disse to spinnende elementene er koblet sammen gjennom en aksel, som gjør at turbinen på den varme siden kan snurre den kalde sidekompressoren når avgassene kommer susende inn. Når denne prosessen skjer, begynner turboladerens varme side å lyse rødglødende, og det er grunnen til at turboladere ofte sees med den ene siden helt rusten og den andre uberørt.
Dette er på grunn av de ekstreme temperaturene det varme området på turboen opplever fra eksosgassene. Eksosgassene lar den kalde sidekompressoren spinne og suge inn luft, komprimere den og skyve den tilbake i motoren. Dette gir mer kraft i teorien.
Men å komprimere luften genererer også varme, noe som negerer fordelene med kompressoren. Løsningen er å legge til en intercooler mellom turboladeren og inntaksmanifolden. Dette lar luften som kommer inn i forbrenningskammeret kjøles ned, noe som øker ytelsen. Derfor ser du noen turboladede biler med panser, som bruker den passerende luften til å kjøle ned trykkluften.
Turboladere kan vise til noe etterslep når turboen spoler opp. Det er fordi den trenger eksosgasser for å få den opp i hastighet før den faktisk kan gi boost til motoren. Noen ettermarkedsbildeler lager også anti-lag-systemer for å løse etterslep-problemet. Imidlertid er de dyre og brukes vanligvis bare av profesjonelle racingteam.
Wastegates er også viktige komponenter som gjør at lufttrykket kan frigjøres før det snurrer turbinen, og forhindrer katastrofal motorsvikt. Hvis wastegates ikke var tilstede i turboladersystemer, kunne motoren potensielt oversnurre turbinen og presse for mye trykk inn i motorrommet. Dette er et helt uønsket scenario som kan føre til katastrofal motorfeil.
Produsenter har tatt i bruk turbolading over hele linjen i kjøretøyseriene sine, først og fremst for effektivitet. Likevel tenker entusiaster fortsatt på turboer som sin kilde for ekstra kraft i kjøretøyet ditt.
Turboer gir mer effektive biler
Takket være turboladere presterer moderne firesylindrede motorer omtrent like bra som gamle V8-er når det gjelder kraft, samtidig som de leverer bedre bensinstall. Mange produsenter har vendt seg til å turbolade kjøretøyene sine i det siste - til og med Ford har lagt til reduserte turboladede motorer til sine F-150 pickuper for å gjøre dem mer effektive.
Dommen er fortsatt ute på om disse motorene er bedre eller mer holdbare enn motorer med større slagvolum. Men én ting er sikkert: med angrepet av hybridbiler og elbiler, kan til og med turboer ikke være i stand til å redde forbrenningsmotoren.