Turbo-skolen
En forbrenningsmotor er en luftforbrukende maskin. Dette fordi bensin som forbrennes krever luft for å fullføre forbrenningsprosessen. Når forholdet luft/bensin når et visst nivå, vil ikke tilførsel av mer bensin produsere øket kraft,
men kun svart røyk og ubrent bensin ut i atmosfæren. Jo tykkere røyken er det mer er motoren overfylt av bensin. Derfor vil for mye bensintilførsel i forhold til maksimum luft/bensin blanding resultere i overforbruk av bensin, forurensing, høy eksostemperatur (diesel) eller lav eksostemperatur (bensin) og forkortet levetid for motoren.
Figuren til Under viser blandingen mellom luft og bensin i forholdet 9000:1, og hvor viktig det er å kunne øke lufttilførselen.
En turbolader er en eksosdrevet luftpumpe konstruert for å utnytte energien og den termiske effekten i motorens forbrenning. Disse gassene driver turbinhjulet (varm side) som er koblet til et kompressorhjul (kald side) som vist i figur under. Under rotasjon vil de avgi et høyt volum av luft med økt press til motorens forbrenningskammer.
På grunn av vektøkning i komprimert luft kan den utnytte mer av bensinen for å øke motorens effekt i hestekrefter.
En turboladet motor kan øke motorkraften med så mye som 40% eller mer sammenlignet med samme motor uten turbo. Turboladete motorer eller andre motorer som opererer med høy effekt krever fininnstillinger og motorkompenenter og systemer som kan “overleve” i en slik krevende kontekst. Det er viktig å være nøye med å bruke riktig turbo og drivstoff-tilførsel siden turboen har trykk- og luftkapasitet som kan overstige motorens parametere. Feil i dette kan resultere i motoroveroppheting, tenningsbank, stempelbrenning, topp-pakningshavari eller for høyt trykk i forbrenningskammeret
Tenning, turbotrykk og eksostemperatur kan ha vesentlig negativ effekt på motoren og forårsake dyre reparasjoner av motorkomponenter. Forandring av innstillingen av divstoff-tilførselen i en turboladet motor må kun gjøres i henhold til produsentens spesifikasjoner.
For bedre å forstå turbolading, må man skjønne hvordan motoren opererer og hvilke trykk og “flow rates” som er i sylindere og manifold i de fire fasene i energiprosessen. Forbrenningen må utvikle et meget høy trykk i sylinderen for å få god nok kraft overført til veivakselen. I slutten av forbrenningsprosessen, selv om luften i sylinderen har utvidet seg mange ganger fra opprinnelig volum, kan presset i sylinderen fortsatt være ganske høyt. På dette tidspunkt i prosessen åpner ventilen seg og det høye trykket frigjør energien inn i eksosmanifolden. Mengden av frigjort energi er direkte proporsjonal med kraftpotensialet i motoren. Lite energi er til overs og går ut i eksosmanifolden når kraftuttaket er lavt eller på tomgang. På den annen side når motoren trenger kraft, går en betydelig mengde energi i form av høyt temperert og utvidet luft, samt overskytende energi inn i eksossystemet.
En turbolader fanger opp deler av denne energien og bruker denne til å supplere motoren med så mye luft som mulig. Mens motoren blir tvangsforet og prosessen utvikler seg vil mer og mer energi bli frigjort til å drive turboladeren som gradvis øker motorkraften. På et visst punkt vil kapasiteten til turboladeren, manifolden eller motoren begrense videre progresjon i økt motorkraft. Motorens levetid og effektivitet er avhengig av riktig start- og stopp-prosedyre for å begrense turboens slitasje. Ukorrekt start- og stopp-prosedyre og forhold som oppstår fra slitasje og dårlig vedlikehold resulterer ofte i turboladerhavari. Turboladete motorer bruker mange metoder for å begrense eller maksimere fart og kraft, men det mest brukte er en overtrykksventil (waste-gate). Konstruksjon og valg av turbo skjer for å sikre at motoren tilfredstiller alle miljøkrav, responderer raskt, gir akseptabel effekt og varighet.
