Een turbocharger, of kortweg een turbo, is een onderdeel van een verbrandingsmotor dat ontworpen is om de luchttoevoer naar de cilinders te vergroten. Maar hoe werkt een turbo eigenlijk? En uit welke onderdelen bestaat het? In dit artikel duiken we in de techniek achter turbo’s en beantwoorden we veelgestelde vragen.
Wat is een Turbo en wat doet het?
Een turbo, of turbolader, is een slim stukje techniek dat de prestaties van een verbrandingsmotor aanzienlijk verbetert. Door extra lucht in de cilinders te persen, wordt de verbranding krachtiger en levert de motor meer vermogen zonder dat de cilinderinhoud hoeft toe te nemen. Dit betekent snellere acceleraties, een hoger koppel en in veel gevallen zelfs een efficiënter brandstofverbruik.
Een turbo comprimeert de inlaatlucht van een verbrandingsmotor om de prestaties te verbeteren. Door die extra zuurstof kan er meer brandstof volledig verbrand worden. Een turbo geeft een motor meer lucht. Hij voert de benodigde lucht onder (over)druk aan, waardoor de motor meer zuurstof krijgt en er meer brandstof volledig kan verbranden. Een kleinere motor mét een turbo kan dus vergelijkbare prestaties leveren als een grote motor zónder turbo.
Turbo’s worden vaak gebruikt in moderne auto’s, vooral in diesel- en benzinemotoren met directe inspuiting. Geen wonder dat turbo’s tegenwoordig in bijna elke moderne auto te vinden zijn, van compacte stadsauto’s tot high-performance sportwagens.
De turbo werd oorspronkelijk ontwikkeld voor vliegtuigmotoren in het begin van de 20e eeuw om op grote hoogte voldoende vermogen te behouden. In de jaren '60 en '70 vond de turbo zijn weg naar de autosport en later naar productievoertuigen, voornamelijk om de prestaties te verbeteren.
Lees ook: Gids voor Mercedes Sfeerverlichting
De Werking van een Turbo
Bij een motor zonder een turbo, wordt de verbrandingslucht aangezogen en vervolgens vermengd met brandstof in de verbrandingskamer. Bij een motor met een Turbo wordt de lucht onder druk aangevoerd.
Een turbo bestaat uit twee hoofdcomponenten: een turbine en een compressor. De turbine wordt aangedreven door de uitlaatgassen van de motor, waardoor het turbinewiel gaat draaien. Dit wiel is verbonden met een as die het compressorwiel aandrijft. De compressor zuigt lucht van buiten aan en perst deze samen, waardoor meer lucht (en dus zuurstof) in de cilinders komt.
Wanneer de motor draait ontstaan uitlaatgassen. Deze uitlaatgassen stromen door de behuizing van de turbo en raken het turbinewiel. Terwijl het turbinewiel draait, drijft het de as aan die is verbonden met het compressorwiel. Hierdoor begint het compressorwiel ook te draaien. De gecomprimeerde lucht wordt via de inlaatleiding naar de verbrandingskamer van de motor gestuurd.
Je kunt je voorstellen dat het even duurt voordat het schoepenwiel in de turbo voldoende uitlaatgassen voor zijn kiezen krijgt om te gaan draaien en de lucht te comprimeren. Dat noemen we in de volksmond het ’turbogat’, oftewel: als je op het gas stampt in een auto met turbomotor duurt het even een kort moment voordat hij er écht vandoor gaat. Autofabrikanten hebben dit fenomeen tegenwoordig echter aardig onder controle.
Als de turbo (zonder variabele schoepen) de gevraagde druk levert, wordt er veelal door het motormanagement (de ECU) een klep geopend die er voor zorgt dat de druk niet hoger oploopt. Deze ‘wastegate’ bepaalt dus eigenlijk waar de uitlaatgassen naartoe gaan: naar de turbo of naar de uitlaat.
Lees ook: Gids voor het oplossen van Toyota Bluetooth problemen
De blow-off valve of dump valve is een ventiel dat open gaat om opgebouwde luchtdruk af te blazen als je van het gas af gaat, zodat de turbo blijft draaien en niet geremd wordt door de luchtmassa die terugkomt in de turbo. Als je wel eens naar rallysport kijkt, dan is je wel eens opgevallen dat deze auto’s sissende geluiden maken als ze van het gas af gaan.
Vergelijk een turbo met een waterrad. Als je het water vervangt door uitlaatgassen, zie je de uitlaatgasstroom een turbinewiel aandrijven. Dit wiel is via een as verbonden met het compressorwiel. Dit wiel drukt verse lucht het inlaatsysteem in.
Voordelen van een Turbo
- Toename in vermogen: Het grootste voordeel van een turbocompressor is dat deze het motorvermogen verhoogt zonder de cilinderinhoud te vergroten.
- Verbeterde brandstofefficiëntie: Een turbocharged motor kan meer vermogen leveren met dezelfde hoeveelheid brandstof, waardoor de efficiëntie wordt verbeterd.
- Verbeterde dynamiek.
Turbo vs. Compressor (Supercharger)
Zowel turbo's als compressors (supercharger) verhogen de hoeveelheid lucht die de motor binnenkomt, maar ze verschillen in aandrijving. Een turbo wordt aangedreven door uitlaatgassen, terwijl een compressor mechanisch wordt aangedreven door de motor zelf, bijvoorbeeld via een riem. Hierdoor kan een compressor direct vermogen leveren zonder vertraging, maar het kost ook motorkracht om de compressor aan te drijven.
Varianten van Turbo's
Autofabrikanten hebben dit fenomeen tegenwoordig echter aardig onder controle. Ze voorzien motoren van turbo’s met verstelbare schoepenwielen, twin-scroll-turbo’s of een combinatie van turbo’s van verschillend formaat.
Variabele Turbo's (VGT)
Een turbo met variabele geometrie (VGT) heeft verstelbare schoepen die de lucht geleiden en heeft vaak geen wastegate nodig. Bovendien heeft dit type turbo ook minder last van een turbogat. Variabele turbo's, of turbo's met variabele geometrie, hebben verstelbare schoepen in de turbine. Deze schoepen kunnen de stroming van uitlaatgassen aanpassen, waardoor de efficiëntie van de turbo over een breder toerenbereik wordt geoptimaliseerd.
Lees ook: Oorzaken displayproblemen Astra
Meerdere Turbo's
Sommige motoren gebruiken meerdere turbo's om de prestaties verder te verbeteren. Bijvoorbeeld, een bi-turbo configuratie heeft twee turbo's die parallel werken, terwijl een twin-scroll turbo een enkele behuizing heeft met twee gescheiden inlaatkanalen voor de uitlaatgassen, wat de efficiëntie verbetert. Deze configuraties helpen om het turbogat te verminderen en zorgen voor een soepelere vermogensafgifte over het gehele toerenbereik. Een recente BMW 750d heeft zelfs 4 turbo's op een 3 liter 6 cilinder motor gebouwd om tot 400 pk en een koppel van 760 Nm te komen.
Het woord verraad het misschien al, maar een twin-turbo betekent dat er twee turbo’s aanwezig zijn. Beide turbo’s kunnen naast elkaar op één cilinderrij zitten of apart. De voordelen hiervan zijn betere prestaties in het hoge toerengebied en een soepeler motorkarakter.
Elektrische Turbo
De fabrikanten van auto’s doen verschillende testen met elektrische turbo’s en uitlaatgasturbo's om het turbogat van de uitlaatgasturbo te voorkomen. Het motorregelapparaat stuurt een elektrische turbo aan. Het compressorwiel heeft 250 milliseconden nodig om een toerental van 70.000 ommezwaaien per minuut te bereiken. De elektromotor in de turbo regelt de aandrijving van het compressorwiel. Het compressorwiel verschuift de inlaatlucht onder druk naar het compressorwiel van de uitlaatgasturbo. Het aanspreekgedrag van motor wordt positief beïnvloedt door een elektrische turbo.
Turbogat (Turbolag)
Turbogat, of "turbolag", is de vertraging tussen het moment dat de bestuurder het gaspedaal indrukt en het moment dat de turbo voldoende druk opbouwt om extra vermogen te leveren. Dit komt doordat de turbo tijd nodig heeft om op snelheid te komen en voldoende druk op te bouwen. Het turbogat komt vooral voor bij wat oudere turbo’s.
Hedendaags wordt de turbo op gang gehouden door een computer. Er wordt door autofabrikanten steeds vaker gekozen voor een combinatie van een turbo en een compressor. Een mechanische compressor werkt de hele tijd, omdat deze wordt aangedreven door de krukas en altijd met hetzelfde toerental als de motor meedraait. De compressor wordt gemonteerd om het turbogat te voorkomen. Bij lage motortoerentallen wordt de turbo op gang gebracht door de laaddruk die de compressor levert. Als er hogere toerentallen worden gehaald, neemt de turbo het over.
Downsizing
Moderne auto's maken steeds vaker gebruik van turbo's om kleinere motoren te voorzien van voldoende vermogen, een proces dat bekend staat als "downsizing". Door een kleinere motor met een turbo te combineren, kan vergelijkbaar vermogen worden bereikt als bij een grotere motor, maar met een lager brandstofverbruik en minder uitstoot.
Onderhoudstips voor een Turbo
Hoe zelf turbo repareren / zelf turbo reviseren / hoe turbo patroon vervangen
Een turbo vereist regelmatig onderhoud om de levensduur te verlengen en problemen te voorkomen. Hier zijn enkele tips:
- Regelmatig onderhoud: Zorg voor tijdige olieverversingen en gebruik de juiste olie om de turbo goed gesmeerd en schoon te houden. Olie is cruciaal voor de goede werking van een turbo. Zorg daarom dat de olie regelmatig wordt ververst.
- Motor opwarmen: Laat de motor na het starten even op temperatuur komen voordat u hard gaat rijden, zodat de olie de juiste viscositeit bereikt.
- Koel afrijden: Laat de motor na een intensieve rit even stationair draaien voordat u deze uitschakelt, zodat de turbo kan afkoelen en olieverstopping wordt voorkomen. Wanneer u de auto heeft gebruikt voor zware belasting of langdurige snelwegritten, geef de motor dan wat tijd om af te koelen voordat je hem uitzet.
- Gebruik kwaliteitsbrandstof: Dit vermindert de kans op koolstofafzettingen die de turbo kunnen beschadigen.
- Een schone en goed functionerende luchttoevoer is belangrijk voor de prestaties van de turbo. Probeer overmatige belasting van de motor te vermijden, vooral bij koude starts.
Door deze onderhoudstips te volgen, kunt u de levensduur van de turbo verlengen en de kans op problemen verminderen.
Symptomen van een Kapotte Turbo
Het tijdig herkennen van een beschadigde turbo kan extra schade voorkomen. Daarom kan het verstandig zijn om de symptomen te kennen.
- Vermogensverlies: Eén van de meest opvallende symptomen is vermogensverlies.
- Toename van uitlaatgassen: Een kapotte turbo kan leiden tot een toename van de uitlaatgassen.
- Olieverbruik: Wanneer de turbo beschadigd is, kan dit leiden tot olieverbruik. Controleer het oliepeil daarom regelmatig. Merkt u dat het oliepeil opvallend snel daalt, zorg dan voor onderhoud.
- Abnormale geluiden: Een slecht functionerende turbo kan abnormale geluiden veroorzaken, zoals fluitende, sissende of ratelende geluiden.
- Waarschuwingslampjes: Moderne voertuigen hebben vaak waarschuwingslampjes op het dashboard die aangeven dat er een probleem is.
Het is belangrijk op te merken dat deze symptomen niet exclusief zijn voor turboproblemen; ze kunnen ook het gevolg zijn van andere motorproblemen. Een defecte turbo valt vaak te herkennen aan overmatig veel rook uit de uitlaat. Ook wanneer de motorprestaties opvallend minder zijn, is dat een indicatie van een turbogebrek. Dat geldt ook voor fluitende bijgeluiden.
Oorzaken van een Kapotte Turbo
Een kapotte turbo kan verschillende oorzaken hebben. Het is belangrijk om te weten dat turboproblemen vaak het gevolg zijn van meerdere factoren, en niet alleen van één specifieke reden.
- Gebrek aan smering: Een gebrek aan smering kan leiden tot overmatige wrijving en oververhitting van de turbo. Dit kan worden veroorzaakt door een olielek, onvoldoende oliepeil of slechte kwaliteit olie. Ook vervuilde olie kan een oorzaak zijn van een kapotte turbo.
- Oververhitting: Wanneer de motor vaak onder zware belasting staat, kan oververhitting van de turbo ontstaan.
Regelmatig onderhoud, het gebruik van goede olie en het vermijden van overmatige belasting van de motor kunnen de levensduur van de turbo te verlengen.
Een Gebruikte Turbo als Optie
Heeft u toch te maken met een kapotte turbo? Wilt u een kapotte turbo voordelig vervangen? Dan zou u kunnen kiezen voor een gebruikte turbo. Deze zijn vaak afkomstig van vrij jonge auto’s waardoor ze nog diverse jaren goed kunnen werken.
Turbo in Sportauto's
Veel mensen associëren de turbo met krachtige sportauto’s. Maar is het echt alleen een kenmerk van sportauto’s? Wat is het doel van een turbine in een auto en heeft elke auto er een? Waarom denken veel mensen dat een turbo een teken is van een sportauto?
Nee, niet elke auto heeft een turbine. Turbines worden meestal op voertuigen geïnstalleerd om het motorvermogen te verhogen zonder de motor groter te maken. Dit is vooral populair bij dieselmotoren, waar de turbine helpt om het relatief lage vermogen in vergelijking met benzinemotoren te compenseren. Turbinemotoren worden vaak aangetroffen in personenauto’s uit het midden- en topsegment die een combinatie van vermogen en efficiëntie vereisen.
Motoren met een turbo worden vaak gebruikt in sportwagens. Maar ondanks de stereotypen zijn niet alle auto’s met turbo’s sportauto’s en hebben niet alle sportauto’s per se turbo’s. Turbomotoren worden gebruikt in een breed scala aan voertuigen, van zuinige modellen tot luxe sedans, en zorgen voor een soepele en comfortabele rijervaring. Een turbo is in de eerste plaats een middel om de efficiëntie van de motor te verhogen en het gebruik ervan in een auto maakt er niet noodzakelijk een sportwagen van. De belangrijkste indicatoren van een sportwagen zijn niet alleen vermogen, maar ook aerodynamica, weggedrag, afstelling van de ophanging en andere factoren.
Veelgestelde Vragen over Turbo's
Hieronder beantwoorden we enkele veelgestelde vragen over turbo's:
- Kan een turbo in elke auto worden ingebouwd? In theorie kan een turbo in veel auto's worden ingebouwd, maar dit vereist aanzienlijke aanpassingen aan de motor en het koelsysteem. Dit is niet altijd praktisch of kosteneffectief.
- Verhoogt een turbo het brandstofverbruik? Een turbo kan het brandstofverbruik verhogen als het extra vermogen continu wordt benut. Echter, bij normaal rijgedrag kan een turbo juist bijdragen aan een efficiëntere verbranding en dus zuiniger rijden.
- Hebben turbo's extra onderhoud nodig? Turbo’s vereisen geen specifiek extra onderhoud, maar het is essentieel om regelmatig de olie te verversen en een kwalitatieve motorolie te gebruiken. Dit helpt slijtage en schade aan de turbo te voorkomen.
- Wat zijn de tekenen van een defecte turbo? Symptomen van een defecte turbo kunnen zijn: vermogensverlies, overmatig rook uit de uitlaat (blauw of zwart), een fluitend of gierend geluid bij accelereren, verhoogd olieverbruik en foutmeldingen op het dashboard.
- Hoe lang gaat een turbo mee? De levensduur van een turbo hangt af van het onderhoud en rijgedrag, maar gemiddeld kan een turbo tussen de 150.000 en 250.000 kilometer meegaan. Bij normaal gebruik en onderhoud mag je van de turbo verwachten dat deze ten minste 10 jaar of 150.000 km meegaat. Maar in veel gevallen gaat een turbo ook gerust een autoleven lang mee. Let op, vaak gaat de turbo kapot vanwege een onderliggend probleem.