Wat is een turbocharger?
Een turbocharger verhoogt de luchtdruk in de verbrandingskamer om meer vermogen te genereren. Samengeperste lucht heeft een grotere dichtheid dan omgevingslucht, wat de hoeveelheid brandstof die efficiënt kan worden verbrand in de verbrandingskamer verhoogt (meer lucht = meer zuurstof voor verbranding). Het verhogen van de hoeveelheid brandstof die efficiënt wordt verbrand heeft een direct effect op het motorvermogen (het vermogen neemt toe), waardoor een hogere vermogen-gewichtsverhouding kan worden bereikt voor een motor uitgerust met een turbocharger in vergelijking met een zonder.
Ongeveer 30-35% van alle warmte-energie die door een motor verloren gaat, gaat verloren via het uitlaatsysteem, maar een turbocharger vermindert dit verlies tot ongeveer 20%.
Wat zijn de belangrijkste onderdelen van een turbocharger?
De turbocharger bestaat uit drie hoofdonderdelen: de compressor, turbine en centrale hub roterende assemblage (CHRA). De compressor en turbine zijn verbonden op een gemeenschappelijke as, zodat beide op dezelfde snelheid draaien (zelfde rpm).
Turbocharger Uitlaatgasturbine
Hoe werkt een turbocharger?
De onderstaande video is een fragment uit onze Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 1) Online Videocursus.
Uitlaatgassen uit de verbrandingskamer worden naar de turbochargerturbine geleid, waardoor deze gaat draaien. Omdat de turbine draait, draait ook het compressorwiel (gemeenschappelijke as).
De compressor comprimeert lucht en voert deze af naar een intercooler. Het comprimeren van de lucht verhoogt de temperatuur, wat de luchtdichtheid vermindert. Een intercooler wordt gebruikt om de lucht te koelen, waardoor de luchtdichtheid weer toeneemt. De gekoelde samengeperste lucht wordt vervolgens naar de verbrandingskamer gevoerd.
Feedbacklus
Het hierboven beschreven proces is een feedbacklus omdat de hoeveelheid lucht die aan de motor wordt toegevoerd, wordt bepaald door de snelheid van de turbine, die wordt bepaald door de hoeveelheid uitlaatgas die uit de verbrandingskamer wordt afgevoerd. Naarmate een grotere luchtmassa in de verbrandingskamer wordt afgevoerd, kan meer brandstof efficiënt worden verbrand.
Voordelen
- Verhoogd vermogen voor motoren van vergelijkbare grootte.
- Hogere thermische efficiëntie (omdat uitlaatgas wordt gebruikt voor nuttig werk).
- Kosteneffectief. Het motorvermogen neemt toe, maar de fabricage- en materiaalkosten blijven ongeveer gelijk.
3D-componenten
Dit 3D-model toont alle belangrijke componenten die verband houden met een typische turbocharger, waaronder:
- Compressiewiel
- Turbinewiel
- Hoofdas
- Behuizing
- Lagers
- Bevestigingsclips
Gerelateerde Online Technische Cursussen
Basisprincipes van de Verbrandingsmotor
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 1)
Dieselmotor Grondbeginselen (Deel 2)
Aanvullende Bronnen
https://www.explainthatstuff.com/how-turbochargers-work.html