Turboladere har eksisteret i et stykke tid. Tro det eller ej, General Motors var de første til at introducere turboer til deres køretøjer i 1962 med Oldsmobile Turbo Jetfire. Turboer tilføjer tonsvis af kraft uden at kræve en større motor, og den virker fra de samme udstødningsgasser, som dit køretøj allerede producerer.
Turboer er strålende ingeniørpræstationer, der hurtigt har spredt sig i bilindustrien. Det startede som en sjælden præstationsopgradering begrænset til avancerede luksus- og sportsvogne, men er nu en allestedsnærværende tilføjelse, der øger effektiviteten.
Læs videre for at finde ud af mere om, hvordan turboer fungerer.
Hvorfor moderne biler bruger turboladere
Turboladere går tilbage til 1905, hvor Alfred Buchi fik patent på en tidlig turbolader. Det er forbløffende, hvordan teknologien går mere end et århundrede tilbage, især i betragtning af hvor meget boom turboladere oplever nu.
Interessant nok blev tidlige turboer udviklet med et flys ydeevne i tankerne. Forbrændingsmotorer bruger luft og brændstof antændt i motorens forbrændingskammer nede på stemplet, hvilket gør det muligt for motoren at generere strøm.
Før turbo var den eneste måde at øge en motors effekt på at øge slagvolumen. Ved at gøre forbrændingskammeret fysisk større og udvide hele motoren, eller ved at tilføje flere cylindre, kan motorfabrikanterne forbrænde mere brændstof og luft og dermed øge motorens effekt produktion. Det er derfor, at det berømte ordsprog "der er ingen erstatning for forskydning" blev en fast bestanddel i bilverdenen.
Men der er en mere effektiv måde at tilføje strøm på uden at skulle øge slagvolumen: turboladere. Disse enheder tillader en motor at generere mere kraft uden fysisk at øge slagvolumen, hvilket beviser, at der absolut er en erstatning for slagvolumen.
De bedste højtydende elbiler bevis også, at ordsproget er forkert. Et eksempel er den ultrahurtige Lucid Air, som er hurtigere end klassiske V8 muskelbiler, mens de kører på elektroner.
Hvad er en turbo?
Kort sagt er en turbolader en luftkompressor, der drives af motorens udstødningsgasser. Denne kompressor gør det muligt for motoren at suge mere luft ind, og dermed tillader motoren at fylde mere brændstof i forbrændingskammeret uden at tilføje mere forskydning. I tilfælde af fly er turboladere en meget praktisk anvendelse.
Når et fly fortsætter med at klatre, bliver luften mindre tæt; således vil den samme motor lave mindre kraft i højere højder, end den gjorde tættere på havoverfladen. Dette er et kæmpe problem, men turboladere giver en god løsning.
Turboladere tilføjet til flymotorer gør det muligt at skubbe mere luft ind i motoren, end det normalt ville være muligt i store højder, hvilket løser problemet med strømtab under flyvning. Ligesom naturligt aspirerede (NA) flymotorer lider NA-biler også af ydeevnetab i store højder sammenlignet med turboladede motorer.
Hvordan virker turboladere?
Turboladere er luftkompressorer, så som navnet antyder, gør en turbo ét job: komprimerer luft og prop den ind i motoren. Den måde, den udfører denne opgave på, er relativt enkel. En motor producerer udstødningsgasser på grund af den forbrænding, der driver køretøjet, og turboer bruger dette forbrænding til at drive en turbine, hvilket i sidste ende fører til kompression af luft, der skubbes ind i motor.
Det fantastiske ved en turbo er, at den genbruger udstødningsgasser for at drive kompressormekanismen. Turboer er opdelt i to halvdele: det varme område, i kontakt med udstødningsgasserne, og det kolde område.
Det betyder, at en af halvdelene (den varme) er forbundet til udstødningsmanifolden. Når varm luft fortrænges fra motoren, roterer den en turbine, der er indeholdt i den varme halvdel af turboladeren, som igen roterer kompressorens blæser, der er anbragt i det kolde område af turboen.
Disse to roterende elementer er forbundet gennem en aksel, som giver den varme side turbine mulighed for at rotere den kolde side kompressor, når udstødningsgasserne kommer susende ind. Efterhånden som denne proces finder sted, begynder turboladerens varme side at lyse rødglødende, hvorfor turboladere ofte ses med den ene side helt rusten og den anden uberørt.
Dette skyldes de ekstreme temperaturer, det varme område af turboen oplever fra udstødningsgasserne. Udstødningsgasserne gør det muligt for den kolde sidekompressor at rotere og suge luft ind, komprimere den og skubbe den tilbage i motoren. Dette giver mere kraft i teorien.
Men at komprimere luften genererer også varme, hvilket negerer fordelene ved kompressoren. Løsningen er at tilføje en intercooler mellem turboladeren og indsugningsmanifolden. Dette gør det muligt for luften, der kommer ind i forbrændingskammeret, at køle ned, hvilket øger ydeevnen. Derfor ser man nogle turboladede biler med kaleche-scoops, som bruger den passerende luft til at afkøle trykluften.
Turboladere kan give en vis forsinkelse, når turboen spoler op. Det skyldes, at den har brug for udstødningsgasser for at få den op i omdrejninger, før den rent faktisk kan give boost til motoren. Nogle eftermarkedsbildelsfirmaer laver også anti-lag-systemer for at løse forsinkelsesproblemet. Men de er dyre og bruges normalt kun af professionelle racerhold.
Wastegates er også essentielle komponenter, der tillader lufttrykket at blive frigivet, før det roterer turbinen, hvilket forhindrer katastrofale motorfejl. Hvis wastegates ikke var til stede i turboladersystemer, kunne motoren potentielt overspin turbinen og skubbe for meget tryk ind i motorrummet. Dette er et fuldstændig uønsket scenarie, der kan resultere i katastrofalt motorfejl.
Producenter har vedtaget turboopladning over hele linjen i deres bilserier, primært for effektivitet. Ikke desto mindre tænker entusiaster stadig på turboer som deres foretrukne kilde til ekstra kraft i dit køretøj.
Turboer giver mulighed for mere effektive biler
Takket være turboladere præsterer moderne firecylindrede motorer omtrent lige så godt som old-school V8'ere med hensyn til kraft, mens de leverer bedre benzin-kilometertal. Mange producenter har på det seneste vendt sig til at turbolade deres køretøjer - selv Ford tilføjede nedslidte turboladede motorer til deres F-150 pickup-trucks for at gøre dem mere effektive.
Dommen er stadig ude om, hvorvidt disse motorer er bedre eller mere holdbare end motorer med større slagvolumen. Men én ting er sikker: med angrebet af hybridbiler og elbiler kan selv turboer måske ikke redde forbrændingsmotoren.
