Hvad er "turbo lag" eller turboens responsforsinkelse?

Med få undtagelser (små motorer med lav slagvolumen og effekt) er turboladeren i dag stort set en standard til at øge ydelsen i forbrændingsmotorer, både benzin og diesel.

Og hvis du har kørt en bil med turbo, har du sikkert i visse situationer oplevet en lille forsinkelse mellem det øjeblik, du træder på speederen for at få mere effekt, og det øjeblik, effekten faktisk kommer. Denne effekt kaldes “turbo lag” eller turboens responsforsinkelse.

For bedre at forstå, hvad “turbo lag” består i, er det godt at kende i det mindste de grundlæggende principper for overladning af en motor med en turbolader.

Sådan fungerer en turbolader

Turboladeren er en af de typer mekanismer, der findes til at overlade motoren, altså til at tvinge luft ind i indsugningskammeret. Den består af en kompressor og en turbine (navnet kommer af de to ords kombination), forbundet med en aksel, der roterer inde i et hus.

Udstødningsgasserne, som motoren selv producerer under drift, sætter turbinen i bevægelse, som igen får kompressoren til at dreje. Sidstnævnte er ansvarlig for at komprimere indsugningsluften til et maksimalt tryk, der er begrænset af en udblæsningsventil. Den komprimerede luft føres ind i forbrændingskammeret, hvilket øger ydelsen.

Hvorfor opstår turbo lag?

Den karakteristiske responsforsinkelse i nogle motorer med turbolader opstår, når udstødningsgasserne skal overvinde turbinens inerti, når den står stille eller drejer ved lavt omdrejningstal. Husk, at turbinen skal dreje tilstrækkeligt hurtigt, for at kompressoren kan dreje med en hastighed, der muliggør komprimering af indsugningsluften.

Hvis strømmen af udstødningsgasser er lille, f.eks. ved acceleration fra lavt omdrejningstal, vil det være svært at overvinde turbinens inerti og få den til at bevæge sig. Tilsvarende vil en meget stor turbolader, der skal give et højere overladningstryk, have en større turbine, og den vil være ssværere at sætte i gang.

Tidligere, da motorer ikke havde den elektroniske sofistikation, vi har i dag, var det almindeligt i sportsbiler at bruge store turboladere for at opnå betydelige effektforøgelser. Disse turboladere genererede meget kompression – og fik derfor motoren til at yde langt mere effekt – når de drejede ved højt omdrejningstal.

Men ved lavt omdrejningstal – når strømmen af udstødningsgasser er lille – var de længe om at træde i funktion, hvilket tvang føreren til at forudse accelerationen, og fik hele effekten til at komme næsten pludselig.

Sådan bekæmpes turbo lag

Det virker derfor logisk, at man for at bekæmpe turbo lag bruger små turboladere, hvor turbinen er nemmest at sætte i gang, eller letvægtsmaterialer i konstruktionen.

Problemet er, at en lille turbolader begrænser overladningssystemets evne til at forbedre ydelsen. På den anden side kræver de høje temperaturer og omdrejningstal, som turboladeren opnår (op til 300.000 o/min), specialmaterialer, såsom titanium eller keramik.

Der findes dog forskellige teknologier, som har gjort det muligt at reducere responsforsinkelsen i turboladede motorer. De mest almindelige er følgende:

• Turbolader med variabel geometri. Turbinens skovle er ikke faste, men kan ændres for at ændre den vinkel, hvorunder udstødningsgasserne rammer, så turbinen accelererer hurtigere.
• Turbolader med to indløb (Twin-Scroll). Twin-Scroll-teknologien, eller turboer med to indløb, må ikke forveksles med dobbelt overladning. I en Twin-Scroll-turbo bruges to forskellige indløb til at lede udstødningsgasserne hen til turbinen, så cylindrene, der leverer tryk, adskilles fra dem, der kunne reducere trykket ved at “genindsuge” udstødningsgasserne.
• Dobbelt overladning. Med denne teknologi kan man bruge en mindre turbolader for at opnå en øjeblikkelig respons ved lavt omdrejningstal og en større for at levere mere tryk og opnå mere effekt, når motoren kører ved højt omdrejningstal. Disse systemer kan bruge to (eller flere) turboladere af forskellig størrelse. Der bruges også fordelene ved andre former for overladning, såsom volumetriske kompressorer eller elektriske kompressorer, som giver hurtig respons ved lavt omdrejningstal, kombineret med en konventionel turbolader.

“Bang-bang”: “anti-lag” i de gamle racerbiler

Forud for alle disse systemer stod førerne i de gamle racerbiler, som brugte enorme turboladere for at opnå store effekttal, over for enorme forsinkelser i responsen på speederen. Til det udviklede ingeniørerne et anti-lag-system, som hurtigt blev kendt som “Bang-bang” på grund af den karakteristiske lyd.

Det bestod i at forsinke tændingen, så tændrørets gnist sprang lidt senere, for at forsinke forbrændingen en smule, så der på den måde blev genereret højere tryk i udstødningsgasserne på grund af indsugningsluften, der kom ind i cylindrene. En snedig løsning, teknisk nem at implementere, men som ikke ville være mulig i en vej-bil på grund af det høje brændstofforbrug og de pålidelighedsproblemer, den ville forårsage i motoren.

Du kan også være interesseret i

• Sådan passer du på turboen i en bil
• De farligste fejl, hvis man ikke holder øje med motorolien
• Turbo eller kompressor: overladningssystemer og deres funktion