artikel

Hoogvermogende dubbelturbodiesel (2004-05)

Techniek

In recente nieuwspublicaties zag ik dat BMW met een bijzonder sterke diesel komt in de 535d. Er wordt een vermogen van 272 pk genoemd, het zou gaan om een drieliter motor met dubbele turbo. Hoe zit dat, bijna 100 pk per liter uit een diesel is wel heel veel. Duidt de benaming 535 niet op een grotere motor, en hoe zijn daaraan twee turbo’s gekoppeld aangezien het geen V-motor betreft?

Hier is sprake van een nieuwtje dat niet voorbehouden is aan BMW. Als prototype liet Opel eind vorig jaar een Vectra OPC diesel zien met dubbele turbo, die zelfs meer dan 100 pk per liter levert.

Om precies te zijn komt uit de van Alfa Romeo overgenomen 1.9 JTD 16V, na ombouw op dubbelturbo installatie, 156 kW/212 pk. Het voornemen is ook bij Opel om een dergelijke diesel voor productie te ontwikkelen.

Dat heeft BMW dus al gedaan, op basis van de bestaande 3.0 zescilinder lijnmotor die op een turbo met variabele geometrie 160 kW/218 pk levert. Met register drukvulling zal deze motor 200 kW/272 pk leveren in de 535d welke in het najaar van 2004 op de markt komt.

Het hoge vermogen is te danken aan een turbodruk van maximaal 2,85 bar absoluut, de motor van de experimentele Opel OPC krijgt een nog hogere laaddruk voor zijn kiezen. Het voordeel daarvan is dat het motorrendement stijgt. Er wordt meer energie uit het uitlaatgas benut voor drukvulling, dus neemt het energieverlies in het verbrandingsproces af en het rendement toe. Alleen is voor hoge druk en voldoende luchtopbrengst bij vollast een forse turbo nodig. Die reageert traag en weinig effectief bij lage motorbelasting. Daarom past men nu doorgaans variabele geometrie toe, verstelbare schoepen die zorgen dat de turbine ook bij laagbelaste motor nog redelijk op gang wil komen.

Dat blijft een compromis, waarop register drukvulling als nieuw antwoord komt. De motor wordt voorzien van zowel een kleine als een grote turbo. Bij laagbelaste motor komt de kleine turbo in actie, die snel reageert maar geen grote luchtopbrengst kan leveren. Hij zuigt lucht aan via de grote turbo, deze draait loos mee op de uitlaatgasstroom vanuit de kleine turbo.

Een regelklep in de uitlaat zorgt dat bij stijgende motorlast steeds meer uitlaatgas direct naar de grote turbo stroomt. Deze begint overdruk te produceren in de inlaat, de kleine turbo voert deze druk nog verder op. Bij hoge motorlast opent ook een klep in de inlaat tussen grote en kleine turbo, wanneer de grote turbo vol op toeren komt blaast hij recht naar de motorinlaat met hoge druk plus hoge luchtopbrengst. Nu draait de kleine turbo loos mee, het uitlaatgas zoekt de weg van de minste weerstand via de grote turbo, de kleine turbo levert geen drukverhoging in de inlaat meer.

Op deze manier is geen variabele turbo met bijbehorende regeling nodig. Tevens geven de twee turbo’s samen een grotere spreiding in het werkgebied. De kleine turbo reageert eerder dan een enkel, variabel exemplaar zou doen, terwijl de grote meer luchtopbrengst levert dan die variabele turbo zou kunnen. BMW geeft wat cijfers: al bij 1500 t/min zal de 535d een koppel van 500 Nm afgeven, wat een 530d met dezelfde motor op een variabele turbo pas vanaf 2000 t/min haalt. Daarmee zit de 530d dan meteen aan zijn top, terwijl de 535d op zijn registerturbo’s bij dat toerental aan 560 Nm komt.

Reageer op dit artikel