Johan Edlund - Peter B

1 Johan Edlund TURBOLADDNING - Att turboladda en ottomotor 2 (64)Sammanfattning Ottomotorn r det vi i dagligt tal kallar bensinmotorn och sitter i de flesta personbilar. Alla vet v l ocks att f rbr nningsmotorer avger avgaser och dessa avgaser kan man ju faktisk dra nytta av ist llet f r att bara sl ppa ut deras energi direkt ut i atmosf ren. Genom att l ta avgaserna dra en liten turbin vilken sedan driver en kompressor kan man f en motor med h gre verkningsgrad och dessutom kan man g ra motorerna mindre utan att de ger mindre effekt. Kompressorn kommer att mata motorn med ett vertryck vilket g r att mer luft g r in i cylindern, och eftersom luften blir varm av tryckh jningen kan det vara l mpligt att kyla ned den i en intercooler.

2 Atmosf rstrycket ligger ju normalt p ungef r 1 bar, s om en turbo tex. har 1 bars laddtryck s kommer trycket i insugningsr ret vara 2 bar eller PR, pressure ratio (tryckf rh llande p svenska) 2, sj lva trycket i sig r ganska ointressant ur kompressorns synvinkel. En grov tumregel r ocks att varje bars laddtryck kar motoreffekten med 100%. Men man m ste ocks av flera anledningar h lla laddtrycket p en begr nsad niv , hur h gt trycket ska vara beror ju helt p vad man t nkt sig. I dag s r det ofta s att motorns styrbox justerar laddtrycket elektroniskt. Sj lva regleringen sker dock vanligen via en wastegateventil vilken sl pper avgaser f rbi turbinen och f r d den att sakta in. Under turbomotorns ungdoms r s var haverier ganska vanligt, idag r det lite annorlunda och en turbomotor h ller lika bra eller kanske till och med b ttre n en ej verladdad motor.

3 Detta tack vare att p frestningarna fr n verladdningen r mindre n de kade belastningar man f r om man ska ta ut effekten p n got annat s tt som tex. genom att varva mer. 3 (64) INNEH LLSF RTECKNING Sida 1 Historia 5 Bensinmotorn, Dieselmotorn och dess uppfinnare 5 Buchi's turbo 5 Turbo ven p bensinmotorer 5 Utvecklingen tar fart 7 Bensinens historia 7 2 Grunder 8 Motorns uppbyggnad 8 Effekt.

4 Vridmoment och verkningsgrad 8 Vevr relse 10 3 Br nslen och tillsatser 13 Bensin 13 Bensins inneh ll 13 Oktantal 14 Knackning och gl dt ndning 16 St kiometrisk blandningsf rh llande 17 Energiinneh ll 17 ngbildningsv rme 18 Organometalliska tillsatser 18 Oxygenater 18 Lustgas 19 4 F rbr nningsrum 20

5 Swirl 20 Squish 20 Quench area 21 Kolven 21 Kupolformade f rbr nningsrum 21 5 Turbokompressorn 23 Boost threshold 24 Cruise 24 Lag 24 Turbokompressorns uppbyggnad 25 Radialturbinen 25 Hastighetstrianglar 26 Arbete 26

6 Turbinhusets storlek 27 Centrifugalkompressorn 27 Energi 28 Moment 28 Pressure Ratio 29 Komponenter 30 Surge 31 Anpassa kompressorns storlek 31 Centrifugalkompressorns begr nsningar 31 6 Laddluftkylning 32 Storleken och hur det p verkar verkningsgraden 34 Intern volym 34 7 Laddtrycksreglering 35 Restriktor 35 Pop-off ventil 35 Anpassning av storleken p turbinhuset 36 Variabel geometri eller variabel nozzle area 36 Wastegate 36 Placering

7 37 Wastegateventilens konstruktion 38 Cracking Pressure 39 Man versignal 39 Elektronisk laddtrycksreglering 39 4 (64) 8 Turbo layouts 41 Asymmetrisk turboladdning 41 Sekventiell Turboladdning 41 Hyperbar Turbocharging 41 Turbocompound 41 Tv stegsladdning 42 9 Grenr r 43 Tid 43 Hastighet 44

8 R r 44 Plattorna 44 Packningar 44 10 Avgassystem 45 R rdiameter 45 Material 45 Downpipe 45 Katalysatorn 46 Ljudd mpare 46 11 Insug och r r 47 Tryckr r 47 Gasspj ll 48

9 Runners och plenum 48 Avlastningsventil 50 12 Elektronisk br nsleinsprutning 51 Vad r en map 51 Luftmassem tare 53 Lufttemperatur 53 Barometer 53 Motortemperatur 53 MAP 53 Syrehalt i avgaserna 53 Trottelposition 54 Vevaxell gesgivare 54 Turbons varvtal 54 Joniseringsm tning i cylindern 54 Kamaxell gesgivare

10 54 Br nsle, t ndning och la