Laat me beginnen met een uitstekend boek over het onderwerp: Corky Bell’s Maximum Boost . Er is een gedegen behandeling van de basisprincipes van de werking van een turbolader, naast een aantal gedateerde en esoterische toepassingen die nog steeds interessant zijn. Ik vind bijvoorbeeld de discussie over turbolading van verschillende carburatortypes intellectueel interessant, maar niet praktisch.
Om de in uw vraag genoemde punten samen te vatten, volgen hier enkele van de belangrijkste aspecten van de turbocharged motor die van belang zijn:
De luchtstroom : vergeet niet dat een verbrandingsmotor in feite een luchtpomp is. Als we het hebben over een motor die “onder belasting” werkt, kunnen we ervan uitgaan dat je de gashendel hebt opengedraaid. Als je bijvoorbeeld bergafwaarts rolt, hoef je geen gas te geven en pompt het hele traject tussen inlaat en uitlaat een kleinere luchtmassa. Maar als je bergop rijdt, moet je de gashendel openen (gas geven), waardoor er lucht bij de inlaat komt. Dit zorgt ervoor dat de motorcomputer brandstof aan het mengsel toevoegt. Het brandstof-luchtmengsel wordt verbrand om energie te produceren. De uitlaat van deze verbranding gaat dan verder naar …
De turbine : dit is een onderdeel dat eruitziet als de voorkant van een straalmotor die in het traject van de uitlaatgassen zit. De turbine zit aan het ene uiteinde van een draaiende as. Aan de andere kant zit de compressor. Dat is het deel dat eigenlijk de boost maakt aan de inlaatzijde van de motor. Hoe meer uitlaatgassen er langs de turbine stromen, hoe meer de turbine wil draaien en hoe meer druk er op de compressor komt te staan. Er is echter ook …
De wastegate : dit is een klep die ook in het uitlaatgastraject zit. Het zorgt voor een kortere weg naar de uitlaat als de motor op dat moment niet echt boost nodig heeft. Dit kan worden gebruikt voor piek boost controle (te veel boost kan je motor fysiek vernielen). Dit kan een puur mechanische geveerde klep zijn die gesloten blijft tot een bepaalde positieve druk in het inlaat traject en dan progressief opent als de boost toeneemt. Het kan ook onder de directe controle van de motorcomputer staan. Bijvoorbeeld, mijn auto (met standaard afstelling) was erg irritant in zijn weigering om op piek boost te blijven in de derde versnelling. Hij weigerde ook om voorbij een bepaald punt te accelereren met gedeeltelijk gas. De motor computer zei effectief “nee, dat is genoeg plezier voor nu.”
Bijvoorbeeld, als ik bergaf rol in de versnelling met mijn voet van het gas, is de gasklep gesloten. Er stroomt niet genoeg lucht door het inlaat naar uitlaat traject om de turbo te laten draaien, wastegate of niet.
Echter, de scène verandert onderaan de heuvel als we de volgende stijging beklimmen. Ik moet het gas openen om de heuvel op te komen. Als ik in de lage versnelling zit, zal het toerental hoger zijn, de uitlaatgas energie zal hoger zijn en de turbine zal recht omhoog draaien. Maar omdat ik in een lagere versnelling gedeeltelijk gas moet geven voor dezelfde acceleratie, kan mijn motorcomputer een veto uitspreken tegen boost voorbij een bepaald punt, en de wastegate openen.
Als ik in een hoge versnelling zit, zal het toerental lager zijn en zal ik het gas wijd open moeten draaien om de heuvel op te komen. Het uitlaatgasvolume en de snelheid zullen echter laag zijn en het is mogelijk dat ik niet genoeg energie zal hebben voor de turbo om een significante positieve druk te maken (bv. rond 40 mph in vijfde in mijn auto). Hoewel ik graag boost zou willen maken in deze situatie, zal ik er niet toe in staat zijn.