artikel

Voordelen Twin Stage-turbodiesel? (2007-7/8)

Techniek

Alfa Romeo komt met een 1.9 JTD ‘Twin Stage’ turbodieselmotor. Kunt u uitleggen wat de voordelen zijn van deze turbotechniek? Kan hetzelfde worden bereikt met een turbo met variabele leidschoepen? Is de Twin Stage turbo een primeur, of passen andere fabrikanten dit principe ook al toe?

Voordelen Twin Stage-turbodiesel? (2007-7/8)

Er zijn drie hoofdproblemen met dieselmotoren: emissies, trekkracht bij lage toerentallen en de kostprijs.

De NOx- en deeltjesuitworp liggen op een zodanig hoog niveau dat het halen van de Euro 5-emissie-eisen voor problemen zorgt. Bij lage toerentallen is de hoeveelheid energie in de uitlaatgassen te gering om de compressor voldoende lucht te laten leveren. Dat is niet alleen nadelig voor de trekkracht ‘onderin’, maar ook voor het bereiken van lage emissiewaarden. Verstelbare leidschoepen helpen wel, maar lossen het fundamentele probleem niet op.

Vandaar de komst van twee achter elkaar geplaatste drukvulgroepen: een kleine die al spoedig veel lucht levert en een grote die pas later op toeren komt en dan zorgt voor een hoog vermogen. Dankzij een bypass of omloopsysteem wordt er ongemerkt van de kleine naar de grote turbocompressor overgegaan en omgekeerd. Dat klinkt eenvoudig, maar er komt een forse hoeveelheid regel- en klepwerk aan te pas.

Schoner met meer kracht

In AMT 11/2004 is de BMW zescilinder met tweetrapsturbo beschreven. Inmiddels is daar ook een viercilinder-versie van ontwikkeld. Ook andere fabrikanten zoals Peugeot en Citroën hebben dit type registerturbomotoren in het programma. Alfa Romeo is dus niet de eerste. Maar de resultaten mogen er zijn. Uit de 1,9 liter diesel komt nu een maximum vermogen van 132 of 140 kW bij 4000 t/min en een hoogste koppel van 400 Nm bij 2000 t/min. Dat betekent 73,3 kW/l ofwel bijna 100 pk/l en een gemiddelde effectieve druk van 26,3 bar. De motor mag maximaal 4750 t/min draaien.

Bij 1250 t/min is al 300 Nm koppel beschikbaar. Alfa Romeo meldt een koppeltoename van 50% bij lage toerentallen.

Nu is er lucht genoeg om veel uitlaatgas te recirculeren. Bovendien kan de compressieverhouding omlaag van 17,5 tot 16,5. Daardoor daalt de NOx-uitworp. De EGR-koeler heeft een bypass zodat de inlaatluchttemperatuur goed te regelen is. Een lineair of breedband lambdasensor zorgt ervoor dat ook het roetfilter on­der de juiste condities kan werken, inclusief het regenereren.

Zowel de topdruk in de verbrandingskamer als de uitlaatgastemperatuur zijn toegenomen, respectievelijk tot 180 bar en maar liefst 800°C.

Problemen opgelost?

Het lijkt een fraaie oplossing van twee van de drie problemen, trekkracht en emissies. Vergeet echter niet dat het gaat om de emissiewaarden over de Europese rijcyclus en die worden met moeite gehaald. En het derde probleem, de kostprijs, is alleen maar groter geworden. De kostprijs van deze nieuwe Alfa Romeo viercilinder zou echter wel eens lager kunnen zijn dan die van de huidige vijfcilinder. Met gelijke prestaties spreek je dan van ‘downsizing’.

Reageer op dit artikel