Autofabrikanten zijn genoodzaakt om het rendement van benzinemotoren te verhogen, onder druk van immer strikter wordende CO₂– en emissie-eisen. Daarbij is een belangrijke rol weggelegd voor Atkinson- en Miller cyclus motoren: door de inlaatklep tijdens de compressieslag langer open te laten worden de pompverliezen kleiner. Bij de Miller cyclus wordt drukvulling toegepast om de vullingsgraad van de cilinders te optimaliseren. Die drukvulling wordt van oudsher door een compressor gedaan (Nissan DIG-S) of door een turbo (Audi’s nieuwe 2.0 TFSI). Er is echter nog wel winst te behalen, met name in het deellast gebied. Als de laaddruk nu eens beter geregeld kon worden…

Thermische ontkoppeling in een gloeiend hete turbo

Een variabele turbo (VGT) biedt uitkomst, bij turbodiesels zijn ze immers al jarenlang gemeengoed. Maar variabele turbo’s hebben moeite met de intense hitte van de uitlaatgassen van benzinemotoren: die kunnen oplopen tot wel 1000° Celsius. De thermische vervorming van de turbo is dan zo groot dat het functioneren van het verstelmechanisme in het gedrang komt.

Tot 900 graden

Maar wacht eens, had Porsche tien jaar terug al niet variabele turbo’s in de 911? Klopt, samen met Borg Warner heeft Porsche daarvoor – zeer kostbare – turbo’s ontwikkeld. Voor serieproductie in een modale prijsklasse is dat geen optie. Daarom heeft Bosch Mahle Turbo Systems zich gericht op het ondervangen van het hitteprobleem: als het verstelmechanisme niet direct blootgesteld wordt aan de hoge temperaturen, is de werking ook onder extreme temperaturen gegarandeerd. BMTS noemt dit ‘thermische ontkoppeling’. Hierdoor is VGT bestand tegen uitlaatgastemperaturen van 900°. De ins- en outs van de constructie heeft Bosch Mahle nog niet prijsgegeven, want er wordt nog gewerkt aan een versie die uitlaatgastemperaturen van 980° Celsius aankan.

Extra turborendement, maar alleen voor turbodiesels?

Een interessante ontwikkeling, maar het roept evenzogoed nieuwe vragen op. In de publicaties van BMTS wordt vooral gesproken over de thermische isolatie van de ‘Deckscheibe’, de afdekplaat tussen het turbinehuis en het verstelmechanisme. Dat je daarmee de hitte uit het verstelmechanisme kunt weren is duidelijk, maar wat is het effect op warmtehuishouding van de leidschoepen? Die staan immers altijd bloot aan de uitlaatgassen en dat betekent dat de maattoleranties daar op afgestemd moeten worden.

Klaarblijkelijk heeft de thermische ontkoppeling positieve gevolgen voor de warmteafvoer van de leidschoepen, want de fabrikant spreekt ook over voordelen voor dieselmotoren: door kleinere toleranties hebben de leidschoepen een betere passing. En dat vermindert lekkages langs de zijkanten van de schoepen en dus wordt het rendement van de turbo verhoogd. Het is echter nog niet duidelijk over de maatvoering voor de bewegende delen voor benzineturbo’s dezelfde toleranties heeft. Als dat wel zo is, dan is het tromgeroffel van Bosch Mahle Turbo Systems zeker terecht.

Rooskleurige turbotoekomst

Ondanks de leeftijd van de verbrandingsmotor is het concept nog lang niet uitontwikkeld, dat zien we aan de Infiniti VC-T motor, dat zien we aan de ontwikkeling van de turbotechniek. Bosch Mahle Turbo Systems verwacht dat de VGT voor benzinemotoren binnen een jaar productierijp is. Daarmee komt de techniek niets te vroeg, want fabrikanten zijn naarstig op zoek naar technieken om het verbruik en de uitstoot te temperen. Ook wij wachten in spanning af, blijf AMT.nl volgen voor de laatste ontwikkelingen.