Techpr0n: General Motors ontwikkelt nieuwe powerturbo

GM heeft een nieuw soort turbo ontwikkeld. Turbo's zijn misschien niet geniaal voor het verbruik van uw auto, maar verder is een turbo niets minder dan borstvergroting door handoplegging. Iedere ontwikkeling op dat gebied brandt een lichtje in uw hart en in uw broekje. Meer turbo's, zoals dubbele turbo's, is meer broekjesdingen.

Daarom hier een oefening begrijpend lezen voor gevorderden: het octrooi dat General Motors eind mei aanvroeg maar pas recent is opgeduikeld. Nadat Mazda ons al liet weten de turbo te verbeteren tot een full-on kliniek voor potentievergroting, klapt GM daar overheen met een verbeterde configuratie voor bi-turbomotoren. 

Dubbele turbo's zijn bedoeld om een rijker mengsel in de cilinders te spuiten. Een noodzakelijke voorwaarde voor dat nobele doel is een grotere dan atmosferische druk creëren voor inspuiting. Losjes gezegd: hoe groter de druk, des te rijker het mengsel en des te krachtiger de motor.

Een van de manier om die druk te verkrijgen is een dubbele turbo. Aangezien de druk van de motoruitlaatgassen variabel en afhankelijk van de activiteit van de motor is, loont het om daar geen onveranderlijke turbo (i.e. één turbo) tegenover te zetten, maar ten minste twee. Zie het als zo'n kleurig blaasmolentje voor kinderen: hij gaat pas draaien bij een bepaalde blaaskracht, terwijl een kind 'm misschien nauwelijks aan het draaien krijgt, lukt dat een volwassene gemakkelijk. En die volwassene is op zijn beurt misschien weer in staat om zo'n ding harder te laten draaien, maar daarvoor is het ontwerp van de wieken niet efficiënt genoeg. Het is dus altijd schipperen en daarom zijn twee molentjes, groot en klein, beter dan één.

Nu het probleem: een typische dubbele turbo bestaat uit een hoge- en een lagedrukturbo. De hogedrukturbo werkt op zijn best bij gemiddelde en lage motorsnelheden, de lagedrukturbo is efficiënter bij een hoog aantal toeren. Volgens GM zijn deze verschillende turbo's doorgaans op zo'n manier met elkaar verbonden dat ze niet optimaal gebruikt worden. Alleen bij een motor die zich het snot voor de ogen werkt, slaat slechts de lagedrukturbo aan.

Wat GM wil, als wij het goed begrijpen, is de twee turbo's onafhankelijk van elkaar bedienen. Dus dat wil zeggen dat hun werking niet alleen afhangt van de druk van de emissiestroom waardoor een van twee of allebei aanslaan (ze zijn normaliter gekoppeld, remember). GM stelt een systeem voor waarbij turbo's bypasses hebben waardoor uitlaatstromen middels kleppen zo opportuun mogelijk verdeeld kunnen worden over de twee turbo's. Dat betekent dat in sommige gevallen, bijvoorbeeld bij knetterhard stoempen op het grote blad, alleen de lagedrukturbo werkt en de andere wordt afgesloten.

Dit heeft twee grote voordelen. In de eerste plaats: zie power, 'feel the ~'. In de tweede plaats betekent het dat de inlaten van de turbo's niet meer zo onfortuinlijk ontworpen hoeven worden dat beide turbo's min of meer optimaal werken. Door het bypass-systeem is dat probleem opgelost, wat sterk versimpelde en grotere inlaten toestaat, waardoor zie het lemma 'power'.

We laten overigens de mogelijkheid open dat GM hier het wiel opnieuw heeft uitgevonden, want leest u even mee met wat Audi op zijn SQ7 TDI heeft geplakt: "The exhaust streams from the two exhaust valves are hermetically separated, with each driving one of the two turbochargers. In the lower engine speed range, one valve per cylinder remains closed, so that the full exhaust stream flows to the active turbocharger. When load and engine speed increase, the AVS opens the second exhaust valves. This directs flow to and activates the second exhaust-gas turbocharger. The engine achieves its maximum output in this biturbo mode. The switching by the AVS enables fast and precise activation of the second exhaust-gas turbine." Hier wordt ook actief geschakeld tussen de turbo's, niet door bypasses maar door meerdere uitlaatkleppen.

Voor de liefhebber hieronder nog wat uitleg over hoe een conventionele two-staged turbo werkt (dus niet GM's systeem). Kijktip, want duidelijk zonder vage stampmuziek en regionale uitleg-accenten.