artikel

Handhaven van de turbodruk (1997-11)

Techniek

In de autosport, specifiek de rallysport, maakt men gebruik van een ‘bang-bang’-systeem om het zogenoemde turbogat op te vullen. Nu ken ik dit systeem enkel maar van horen zeggen. Vandaar dus mijn vragen: wat moet ik mij hierbij voorstellen? Waar bevindt zich dit in de auto? Wat is het effect op koppel, vermogen en brandstofverbruik? Ik weet dat het systeem wordt toegepast op de Ford Escort Cosworth.

Een tekortkoming van de turbomotoren is dat na het sluiten van de smoorklep de vuldruk wegvalt en het bij het gas geven korter of langer duurt, voordat de volle druk weer is opgebouwd. Hier helpt in beperkte mate een omloopleiding die om de smoorklep heen loopt en die met een klep geopend, respectievelijk gesloten kan worden. De doorsnede ervan moet wel voldoende groot genomen worden.

De klep moet openen als de smoorklep sluit, zodat er lucht naar de inlaatbuis gevoerd wordt. De motor werkt als luchtpomp en houdt door de toegenomen hoeveelheid verpompte lucht de drukvulgroep aan het draaien (het toerental van de turbine- en compressoras daalt niet zo sterk).

Zolang de klep geopend is, moet de brandstoftoevoer uitgeschakeld worden. Bij het openen van de smoorklep krijgt de motor weer brandstof toegevoerd en moet de omloopklep gesloten worden. De methode helpt vooral bij het schakelen en bij korte gasloslaatperioden. Over de werking van deze klep kan nog het volgende worden gezegd.

Als de gasklep openstaat, is de druk onder en boven de membraanklep gelijk. Een veer drukt de klep op de zitting. Als de gasklep gesloten wordt, valt de overdruk aan één kant van het membraan weg. Omdat er druk blijft staan op de andere kant van het membraan opent de klep tegen de veerdruk in. Er ontwijkt lucht en dat is maar goed ook want de druk voor de gasklep kan door het plotseling sluiten oplopen tot vijfmaal de vuldruk. De ontwijkende lucht wordt naar het inlaatsysteem teruggevoerd tussen het luchtfilter en de compressor.

Er is ook een systeem dat afblaast naar de buitenlucht, om te voorkomen dat de verwarmde inlaatlucht opnieuw wordt samengeperst door de compressor. Dit systeem werkt niet met de meeste inspuitsystemen omdat het valse lucht aanzuigt onder bepaalde omstandigheden, zoals bij stationair draaien.

Nog beter, maar aanzienlijk ingewikkelder, is het probleem op te lossen met behulp van een kleine verbrandingskamer die tussen de compressor en de turbine geplaatst moet worden. Als het toerental van de drukvulgroep onder een kritische waarde valt, levert de verbrandingskamer ‘kunstmatige’ uitlaatgassen die het turbinewiel aandrijven. Deze methode, die ook bij de start en na langdurig gas loslaten werkt, is bekend uit militaire toepassingen. Diesel tankmotoren met drukvulling gebruiken deze technologie om, als dat nodig is, zo snel mogelijk van hun plaats te kunnen komen.

Mountune en Ford Motorsport hebben een Anti-Lag-Strategy (ALS) managementsysteem ontwikkeld voor de Cosworth YB motoren. Het gaat om een systeem, waarbij benzine wordt ingespoten om de turbine op toeren te brengen of te houden. Zo is er overdruk beschikbaar na stationair draaien en gasafsluiten. Dat laatste verklaart de vlammen uit de uitlaat, het ‘bang-bang’ geluid ontstaat door het in- en uitschakelen van de verbrandingskamer.

(Met dank aan Ton Smit van Ford Nederland)

Reageer op dit artikel