Een turbo zorgt ervoor dat er meer lucht in de motor kan komen, waardoor de motor meer zuurstof krijgt. Door die extra zuurstof kan er meer brandstof volledig verbrand worden. Dit leidt uiteindelijk tot een toename van de motorprestaties. Een turbo wordt ook wel ‘uitlaatgasturbo’ genoemd, omdat een turbo wordt aangedreven door uitlaatgassen.
Een turbo zorgt er dus voor dat een kleine motor een even goede prestatie kan leveren als een grote motor. De turbo wordt altijd heel dicht bij het uitlaatspruitstuk gemonteerd. Het kan ook voorkomen dat een spruitstuk en een turbo als één geheel wordt uitgevoerd.
Door de stroming van uitlaatgassen wordt een turbine wiel aangedreven. Het turbinewiel is via een as verbonden met het compressorwiel. Nieuwe lucht wordt via dit wiel het inlaatsysteem ingedrukt. Daarna wordt het in cilinders geperst. Er ontstaat vervolgens een betere verbranding en een beter vermogen. Bij voldoende uitlaatgasstroom werkt de turbo pas naar behoren.
De belasting van de motor neemt toe door het hogere vermogen.
Turbotechniek is een mooie manier om meer uit een motor te halen. Met de EFIgnition kunnen we de turbodruk zelfs regelen met het Boost Control ventiel, ook wel bekend als Boost Control Solonoid. Normaal gesproken loopt er een leiding van de drukzijde van de turbo naar de Wastegate Actuator. We kunnen hier de Boost Control Solonoid tussen plaatsen. Op de Borg Warner EFR turbo hieronder zit deze zelfs al standaard ingebouwd.
Lees ook: Gids voor turbo vervanging Volvo V70
De Boost Control Solonoid geeft in rust de druk door van de drukzijde van de turbo naar de wastegate actuator. De wastgate actuator werkt met een perscilinder en een veer. Op het moment dat de druk groter wordt zal de veer ingedrukt worden en een klep in de turbo openen, waardoor de uitlaatgassen niet meer door het turbinehuis gaan, maar via een bypass de uitlaat in lopen. De turbo stopt daardoor met druk opbouwen.
Met de Boost Control Solonoid kunnen we de druk enkel verhogen. Het is dus zaak voor een Wastegate Actuator te kiezen met een lage openingsdruk. Deze laagste druk is niet manipuleerbaar door de EFIgnition. De EFIgnition kan op basis van gaspedaalstand en toerental de turbodruk verhogen. Zo hebben we geen enorme turbodruk als we het gaspedaal niet diep intrappen. En krijgen we meer turbodruk naarmate we meer gas geven.
Werking: De uitlaatgassen die de cilinders uit komen, worden vanuit het uitlaatspruitstuk naar de turbo gevoerd. Door de uitlaatgasdruk gaat het turbinewiel draaien (de rode gassen). Vervolgens verlaten de uitlaatgassen de turbo via het zelfde turbinewiel naar de uitlaat. Door middel van een as word het compressorwiel aangedreven (de blauwe gassen). Het compressorwiel zuigt de lucht via de zijkant (waar het luchtfilter afgebeeld staat) aan, en voert het onder druk (via de blauwe pijl) via de turboslang naar de intercooler.
De intercooler koelt de gecomprimeerde lucht af (bij koelere lucht presteert de motor beter). De lucht komt vervolgens in het inlaatspruitstuk terecht. Met het toepassen van een turbo komt er meer lucht de cilinders binnen bij de inlaatslag dan bij een atmosferische motor, waarbij er allen aangezogen wordt doordat de zuiger omlaag beweegt. Door op deze manier meer lucht naar de cilinders toe te voeren en daar meer brandstof aan toe te voegen, zal er een hoger vermogen beschikbaar zijn.
De turbodruk wordt gemeten door de laaddruksensor. De turbo zit zo dicht mogelijk na het uitlaatspruitstuk gemonteerd. Soms zijn het spruitstuk en de turbo als één geheel uitgevoerd.
Lees ook: Mercedes-Benz W210 E300 Turbo Diesel: Een complete analyse.
Een wastegate is een cruciaal onderdeel van een turboladersysteem in een auto. Het regelt de druk van de uitlaatgassen die naar de turbocompressor gaan en beïnvloedt daarmee direct de efficiëntie en prestaties van de motor. Een wastegate regelt de hoeveelheid uitlaatgassen die naar de turbocompressor gaan. Dit voorkomt overmatige drukopbouw en beschermt de motor tegen mogelijke schade door te hoge druk.
Er zijn twee hoofdtypen wastegates: interne en externe. Interne wastegates zijn ingebouwd in de behuizing van de turbo. Externe wastegates daarentegen, worden apart gemonteerd op het uitlaatspruitstuk.
Voor auto-enthousiastelingen is een verstelbare wastegate een populaire keuze bij het tunen van hun voertuig. Door de druk nauwkeurig aan te passen, kunnen chauffeurs de boost niveaus verhogen en zo de motorprestaties verbeteren. Bij het installeren van een wastegate is het belangrijk om ervoor te zorgen dat alle componenten correct zijn gemonteerd en afgedicht om ongewenste ontsnapping van uitlaatgassen te voorkomen.
Bij het kiezen van een wastegate is het belangrijk om ervoor te zorgen dat deze compatibel is met het specifieke turbosysteem van het voertuig.
Kortom, wastegates spelen een vitale rol bij het optimaliseren van de prestaties van een turbogeladen motor. Of het nu gaat om het behoud van een betrouwbare drukregeling of het maximaliseren van het vermogen voor motorsport doeleinden, een goed begrip van wastegates en hun functies is essentieel voor autoliefhebbers en tuners. Neem dus de tijd om je te verdiepen in dit onderwerp en haal het meeste uit je turboladersysteem!
Lees ook: Opel Astra turbo problemen
Onze experts staan altijd klaar om vragen over het tunen van je auto te beantwoorden.
Een turbo van een automotor zorgt voor een efficiëntere verbranding van de brandstof en zo voor betere prestaties van de motor. Maar soms werkt de turbo niet goed meer door een defecte turboklep. Wat is dat eigenlijk?
Hoe werkt een wastegate op een turbo? Dieselturbo wastegate-functie
Werking van de turbo
Een turbo is aangesloten op het uitlaatsysteem van de motor, zo dicht mogelijk bij het uitlaatspruitstuk. In de turbo zitten 2 schoepenwielen in een behuizing die lijkt op een slakkenhuis. Een van de schoepenwielen, het turbinewiel, wordt aangedreven door de uitlaatgassen en drijft tegelijkertijd het andere schoepenwiel aan.
Deze noemen we het compressorwiel en brengt de aangezogen lucht vanuit het luchtfilter met een hogere druk naar de motor. De gecomprimeerde lucht geeft betere verbranding wanneer precies de juiste hoeveelheid brandstof wordt toegevoegd.
Gekoelde lucht geeft een nog betere verbranding en vandaar dat veel motoren een zogenoemde intercooler hebben na de turbo. Deze koelt de samengeperste lucht af, waardoor een betere verbranding plaatsvindt.
Het is belangrijk dat de druk van de samengeperste lucht niet te hoog wordt, daar anders een inefficiënte verbranding plaatsvindt.
Daarom hebben de meeste turbo’s een zogenoemde wastegate die opengaat bij een bepaalde druk. Op dat moment voert het een groot deel van de uitlaatgassen rechtstreeks af, zonder dat het langs het turbinewiel gaat. Wanneer de druk weer afneemt, zal de klep weer verder of helemaal dichtgaan.
Een wastegate voorkomt letterlijk dat je motorblok opgeblazen wordt. Een klepje loost de overtollige uitlaatgassen. Hierdoor wordt voorkomen dat de turbodruk te hoog wordt. Als je een turbo aangedreven motor hebt, heb je te maken met een wastegate. Een wastegate is een overdrukklepje. Deze gaat automatisch open als de turbodruk te hoog dreigt te worden. Deze bevindt zich in het uitlaatgedeelte van je motor.
Als je motor meer toeren gaat draaien, of harder moet werken zullen er meer uitlaatgassen door de turbine stromen. Deze zal daardoor harder gaan draaien, en er zal dus meer druk in het inlaatgedeelte realiseren. Deze druk dient op tijd verminderd te worden. Als dit niet gebeurt dan een opgeblazen motor als gevolg hebben.
Het klepje opent bij een vooraf ingestelde druk, bijvoorbeeld bij 1 of 1,5 bar.
De waste-gate bevindt zich in het zgn. slakkenhuis van de turbo. De wastegate wordt aangestuurd door de wastegate actuator. De wastegate actuator wordt weer van signalen voorzien van waste gate solenoïde. De waste gate solenoïde regelt de druk naar de waste gate actuator en daarmee het vermogen van de turbo.
In de waste gate actuator bevindt zich een veer. Deze is verantwoordelijk voor het naar achter drukken van het membraam. Hierdoor wordt de wastegate klep in de turbo dichtgedrukt. Alle uitlaatgassen stromen dus door het schoepenrad, er wordt maximale druk opgebouwd.
Door de lucht in de wastegate actuator te blazen zal het membraam een veer indrukken. Daardoor schuift het stangentje meer de wastegate actuator uit en opent de wastegateklep zich.
Het moment waar op de wastegate zich opent wordt bepaald door de wastegate actuator. Dit is soort mini pot met daarin een membraam. Aan het membraam zit een stangetje vast. Het uiteinde van dat stangetje is gemonteerd aan de 'deurtje' van de turbo. Deze opent en sluit de wastegate.
Doorgaans verander je niet of nooit de turbodruk. Ervaren tuners veranderen via de bijv. een Apexi AVCR turbodruk. Het juist en verantwoord aanpassen van turbodruk laat je door een expert doen.
Fabrieks af wordt een veilige, lage, druk gekozen, ook wel basisdruk genoemd. Ga niet zelf 'iets proberen met de turbodruk', de (financiële) gevolgen zijn daarvan te groot. Veelal wordt na het aanpassen van de uitlaat-lijn i.c.m. software tuning (chiptuning) de druk safe afgesteld. Des te hoger je de turbodruk zet, des te zwaarder dit voor het motorblok is. Meer druk betekent meer belasting voor je blok. Hoe de druk van de turbo is kun je zien via een turbodrukmeter of AVCR.
Indien de druk in de inlaat oploopt tot de vooraf ingestelde bijv 1,5 bar opent de wastegate zich. Hierdoor gaan de uitlaatgassen LANGS de turbine in plaats van DOOR de turbine. Daardoor blijft het aantal toeren aantal van de schoepen stabiel.
Boostcreep is het ongewenst oplopen van de turbodruk zodra het toerental van de motor toeneemt. Doorgaans is dit een normale situatie voor een turbo, maar boostcreep ontstaat als er niet voldoende uitlaatgassen op tijd via de wastegate de turbo kunnen verlaten. Er hoopt zicht teveel lucht op, en deze gaan dus genoodzaakt door het schoepenrad van de turbo, deze gaat dan nog sneller draaien en bouwt nog meer druk op. Ook al heb je bijv. de turbodruk op maximaal 1,5 bar afgesteld loopt de turbodruk toch verder op.
Boost spikes is de benaming voor het niet op tijd openen van de wastegate. Dit wordt veelal veroorzaakt door een combinatie van de lengte en diameter van de slangen naar de turbo. Sterkere silicone samco slangen, met je juiste slangenklemmen, kunnen dit verhelpen.
"Boost creep is het ongewenst oplopen van inlaatdruk boven de ingestelde waarde. Boost spikes zijn korte pieken boven de ingestelde waarde van de inlaat druk.
Laten we eens een voorbeeld bekijken van een turbo die op 1,5 bar boost draait. Bij een bepaald toerental wordt een bepaald aantal liters uitlaatgassen naar de turbo gepompt. Meer toeren draaien betekend meer uitlaatgassen naar de turbo, de turbo gaat meer toeren draaien, is hogere druk. De houdt de druk gelijk. Het is in bypass klep die in het turbinehuis.
| RPM | Turbodruk | Wastegate stand |
|---|---|---|
| 1000 | 0.5 | 0% |
| 2000 | 0.7 | 0% |
| 3000 | 1.2 | 0% |
| 3500 | 1.5 | 0% |
| 4000 | 1.5 | 5% |
| 5000 | 1.5 | 15% |
| 5500 | 1.3 | 25% |
| 6000 | 1.05 | 60% |
| 6500 | 0.95 | 75% |
| 7000 | 0.90 | 85% |
0% = dicht, 100% is open
Extreme tuning projecten zijn vaak voorzien van een externe wastegate. Deze is direct op het uitlaatspruitstuk gebouwd. Hierdoor wordt er een betere flow gekregen dan bij een interne wastegate. Bij een externe wastegate worden de uitlaatgassen direct naar de buitenlicht geblazen.
Een zgn. screamer pipe wordt op een externe wastegate geplaatst. Hierdoor ontstaat het 'straaljager achtig geluid'.
Eerst even wat achtergrondinformatie over de functie van de actuator, het regelen van de turbodruk. We willen dat de turbodruk zo snel mogelijk maximaal is, maar de turbo mag ook weer niet té snel draaien. Als je met een snelle blik kijkt, zien de vacuüm- en de drukgestuurde actuator er hetzelfde uit. Om het verschil te zien, moet je kijken waarmee de actuator is verbonden.
Bij de drukgestuurde gaat er een slangetje naar het compressorhuis. Bij de storingsdiagnose is het belangrijk om te weten met welke actuator je te maken hebt. Beide reageren namelijk compleet verschillend op een eventueel lek binnenin de actuator. Om dat te beter te begrijpen, leggen we kort uit wat er gebeurt zodra je de motor start.
Een vacuümgestuurde actuator trekt meteen vacuüm en bedient zo normaal gesproken een stangetje dat verbonden is met de wastegate (bij oudere types) of de variabele overdrukregeling (bij nieuwere turbo’s). Bij een vacuümgestuurde actuator valt een lek dus op doordat het stangetje niet beweegt zodra je de motor start.
Is een drukgestuurde actuator lek, dan geeft het motormanagement aan dat de turbodruk te hoog is. Je zou denken dat dieselmotoren, vanwege het al aanwezige motorvacuüm, structureel zijn uitgevoerd met een vacuümgestuurde actuator.
Problemen door kapotte turboklep: Een turbo werkt alleen goed wanneer de turbodruk goed is. En de turbodruk is afhankelijk van de aanvoer van uitlaatgassen en een goede werking van de wastegate of turboklep. Soms blijft de wastegate hangen of zit deze vast.
Wanneer de klep vastzit en niet open kan, wordt de druk te hoog met een slecht lopende motor tot gevolg. De druk kan zelfs zo hoog worden dat permanente schade ontstaat in de cilinders. Soms blijft de klep openstaan of kan niet meer helemaal dichtgaan wat leidt tot dezelfde problemen.
De turboklep of wastegate is verbonden met een hevelsysteem waarvan de pen is verbonden met een membraam in een klein drukvat. In deze zogenoemde actuator zit een membraam die door een veer op zijn plek wordt gehouden. De andere kant van het drukvat is door een slangetje verbonden met het compressorgedeelte van de turbo.
Zolang de druk laag genoeg is, zorgt het vacuüm en de veer ervoor dat het membraam in de normale stand blijft zitten. Zodra de druk hoger wordt en de kracht op het membraam groter wordt dan tegengestelde kracht van de veer, wordt het membraam ingedrukt. Het membraam bedient dan de pen en daarmee gaat de turboklep open. De uitlaatgassen volgen nu deels de weg van de kleinste weerstand: rechtstreeks naar het uitlaatsysteem.
Er zijn systemen waarbij de turboklep wastegate niet in huis van het turbinewiel zit, maar erbuiten en vóór de turbo. Deze overdrukklep werkt meer als een tweewegventiel, maar de principewerking is hetzelfde: een te hoge turbodruk verschuift het ventiel en opent de eigenlijke klep.
Slecht lopende motor door een kapotte turboklep?Blijf niet rijden wanneer je het vermoeden hebt of zeker weet dat er iets niet in orde is met de turbo. Voorkom dat de turbo helemaal kapot loopt door een kapotte turboklep. Heb je last van:
- Afnemend motorvermogen
- Zwarte of blauw rook
- Lawaaierige turbo
- Olielekkage
Maak zo snel mogelijk een afspraak bij Garage Jansen zodat we het probleem voor je kunnen oplossen.