Hoe werk ’n turbo?

Het jy al ooit gewonder waar turbo’s vandaan kom en hoe hulle nou eintlik werk? Laat die professor dit vir jou in eenvoudige taal verduidelik.

WAAR KOM DIT VANDAAN? Nes met die meeste slim voertuigtegnologie, moet ons ook hier vir die Duitssprekendes dankie sê vir turbo-aanjaers. In 1877 het ’n Duitse ingenieur genaamd Nikolaus Otto die moderne binnebrandenjin gepatenteer. Sy kollegas Gottlieb Daimler en Wilhelm Maybach het egter hulle eie planne gehad en in 1882 vorendag gekom met hulle eie weergawe (daar was ’n bietjie onmin in die lug, amper soos met ’n episode van Egoli).

In 1885 het Daimler vorendag gekom met ’n rataangedrewe pomp om ekstra lug in die enjin in te help. Maar dit was eers in 1925 dat Albert Büchi, ’n Switserse ingenieur, die eerste weergawe van die moderne turbo-aanjaer gepatenteer het – vir ’n dieselenjin, van alle dinge. Met hierdie uitvindsel kon hy ’n dieselenjin tot 40% meer effektief maak. Hoewel Büchi se ontwerp deur die jare verfyn is, bly dit steeds die basis vir alle turbo-aangejaagde enjins.

HOE WERK DIT? ’n Enjin ontwikkel krag deur ’n brandstof-/lugmengsel in sy silinders te laat ontbrand. En hoe meer daarvan jy in die silinder kan kry, hoe beter. As jy dus meer lug (saam met ekstra brandstof) in die silinders kan inforseer as wat onder normale omstandighede moontlik is, sal die enjin meer krag ontwikkel. En dis waar ’n turbo-aanjaer in die prentjie kom omdat dit ’n voertuig se uitlaatgasse gebruik om ’n turbine aan te dryf. Hierdie turbine is met ’n as verbind aan ’n kompressorturbine wat lug uit die atmosfeer gebruik, saampers en dan na die silinders stuur om sodoende vir ekstra verrigting te sorg.

WAT IS DIE VOORDELE? Die voordele is dat ’n kleiner enjin baie meer krag en wringkrag kan ontwikkel as wat moontlik is sonder ’n turbo. Gevolglik kan vervaardigers kleiner en ligter enjins gebruik om dieselfde verrigting as ’n groter enjin te verskaf.

’n Ander groot voordeel is dat ’n turbo-aanjaer grootliks die nadelige uitwerking van die dun lug hoog bo seevlak op enjins uitkanselleer. Waar normale enjins op Gauteng se hoogte bo seevlak tot 17% krag inboet, sal ’n tipiese turbo-enjin omtrent 3% inboet.

WAT IS DIE NADELE? Turbo-enjins is ’n bietjie meer kompleks as normaal-geaspireerde enjins. Afgesien van die ekstra pype om die lug te herlei, word turbo-aanjaers ook baie warm weens die uitlaatgasse wat gebruik word om dit aan te dryf. Hulle is ook kompleks omdat dit nie vreemd is vir ’n turbo om teen 200 000 r/min te draai nie. Gelukkig is moderne turbotegnologie al van so ’n aard dat jy baie min hoor van turbo’s wat die gees gee.

Turbo’s het ook ’n sekere minimum enjinsnelheid nodig vir die turbine om vinnig genoeg te kan draai. Moderne turbo’s het baie minder turbotraagheid, maar ’n kragtige petrolenjin sonder turbo het nie dieselfde probleem nie. HOEKOM ’N DUBBELTURBO? Weens bostaande probleem gebruik baie vervaardigers twee kleiner turbo’s in plaas van een grote. Groot turbines kan dalk ’n groter volume lug saampers, maar hulle is weer traag om vinnig genoeg teen laer enjinsnelhede te begin draai – vandaar turbo-traagheid. Kleiner turbines reageer egter baie vinniger en as jy twee kombineer, kan die turbo gouer lug teen die regte druk aan die enjin verskaf – sonder om die gelewerde lugvolume in te boet.

WAT IS ’N TUSSENVERKOELER? Jy’t seker al van ’n tussenverkoeler of intercooler gehoor. Dis basies ’n klein soort verkoeler waardeur die lug van die turbo na die enjin beweeg. Omdat koeler lug digter is – en dus meer suurstofryk is – help ’n tussenverkoeler vir beter verrigting. Nie alle turbo-aangejaagde enjins het tussenverkoelers nie, maar deesdae is hulle baie algemeen.

WAT IS ’N KOMPRESSOR? ’n Kompressor (ook genoem ’n drukaanjaer of supercharger) doen dieselfde werk as ’n turbo, maar op ’n ander manier. Waar ’n turbo sy turbines met uitlaatgas aanjaag, word ’n kompressor met ’n band direk deur die enjin aangedryf, nes iets soos ’n alternator.

Die verskil is egter dat ’n turbo-aanjaer effense turbotraagheid tot gevolg het, maar geen enjinkrag gebruik nie – terwyl ’n kompressor dadelik begin om ekstra krag te verleen, maar teen ’n prys, want dit tap enjinkrag om die kompressor aan te dryf.