AUTORIDE

Elektrische turbo: is het een turbocompressor of een supercharger?

Elektrické turbodúchadlo
Opublikowano Przetłumaczone przy pomocy sztucznej inteligencji z naszego oryginalnego artykułu (źródło: autoride.io)

Als je op internet surft, kun je verschillende discussies over de elektrische turbo tegenkomen. Daarom hebben we besloten om naar dit onderwerp te kijken en uit te leggen waar een elektrische turbo voor is.

Maar eerst moeten we een fundamentele vraag beantwoorden. Is het een turbocompressor of een supercharger?

Spis treści

Turbocompressor of supercharger?

Er is maar één simpel antwoord op deze vraag. De elektrische turbo wordt aangedreven door elektriciteit. Als we echter het fundamentele verschil tussen een turbocompressor en een supercharger in ogenschouw nemen, zullen we snel beseffen dat het geen turbocompressor of supercharger kan zijn.

Het belangrijkste verschil tussen een turbocompressor en een supercharger is dat een supercharger mechanisch wordt aangedreven via een riem die aan de krukas is bevestigd. Een turbocompressor daarentegen wordt aangedreven door uitlaatgassen van de motor.

Verschillende voor- of nadelen van het aanjagen van een bepaalde motor zijn afhankelijk van de aandrijving van de aanjager en de turbocompressor.

turbocompressor:

Turbocompressor

Een turbocompressor verhoogt de druk in het inlaatspruitstuk met behulp van de uitlaatgassen die de turbine laten draaien. De turbine, die wordt aangedreven door de uitlaatgassen, is aangesloten op de turbine die zich in de zuigleiding bevindt en zorgt voor de aandrijving.

Dankzij de rotatie van de turbocompressorturbine wordt de lucht in de cilinders geperst, wat zorgt voor meer vermogen voor de motor. De vermogenstoename komt doordat de motor veel meer zuurstofmoleculen uit hetzelfde luchtvolume ontvangt omdat de lucht onder druk staat.

Aangezien uitlaatgassen de turbo aandrijven, is het duidelijk dat het effect van de turbo niet onmiddellijk optreedt, maar pas nadat een bepaald toerental is overschreden wanneer de druk in de uitlaatpijp voldoende toeneemt om de turbine te laten draaien. Daarom is het effect van de turbocompressor pas merkbaar na het overschrijden van ongeveer 2000 tpm, afhankelijk van de grootte en het type turbocompressor.

Grote turbo's zijn minder efficiënt bij lage toerentallen, wat resulteert in een lagere inlaatspruitstukdruk. Omgekeerd draaien kleinere turbochargers sneller bij een lager toerental, maar kunnen ze niet genoeg perslucht leveren bij een hoger toerental.

De turbocompressor wordt dus beperkt door een bepaald bereik van motortoerentallen, afhankelijk van de grootte en het type.

Aanjager:

Een demonstratie van hoe de compressor werkt

De supercharger heeft dezelfde functie als de turbocompressor, maar wordt in tegenstelling tot deze niet aangedreven door uitlaatgassen, maar mechanisch door een riem die is verbonden met de krukas. In vergelijking met een turbocompressor heeft de supercharger één groot voordeel: hij heeft geen last van turbo lag en reageert direct op het intrappen van het gaspedaal.

Omdat de supercharger energie van de motor gebruikt voor zijn aandrijving, neemt hij wat energie van de motor. Maar uiteindelijk krijg je er meer kracht voor terug. Een ander nadeel van de supercharger is de lagere adiabatische efficiëntie dan de turbocompressor.

Adiabatische efficiëntie is het vermogen van een supercharger om lucht te comprimeren zonder overtollige warmte aan de lucht toe te voegen. Hoe lager de luchttemperatuur, hoe dichter de lucht en bevat meer zuurstofmoleculen. Dus superchargers voegen meer warmte toe aan de lucht dan turbochargers, waardoor ze minder efficiënt zijn.

Elektrische turbo:

De elektrische turbo is een hoofdstuk op zich. Het is een turbine die wordt aangedreven door elektriciteit. De elektrische turbo heeft voor zijn aandrijving geen energie uit uitlaatgassen nodig, omdat hij voor zijn aandrijving gebruik maakt van een elektromotor en een speciale accu.

Hierdoor heeft de elektrische turbo verschillende voordelen. Waarschijnlijk de grootste is de volledige eliminatie van turbovertraging en de onmiddellijke toename van de druk in het inlaatspruitstuk na het intrappen van het gaspedaal en dus het onmiddellijke begin van power. Dit zorgt voor een betere motorrespons en een lager brandstofverbruik en lagere emissies.

Een elektrische turbo kan de snelheid van zijn turbine regelen door de snelheid van de elektromotor te veranderen. Dit turbotype heeft geen extra apparaten nodig, zoals een blow-off valve, wastegate of variabele bladen, om de turbovertraging te regelen.

De propeller van de elektrische turbo kan vrijwel onmiddellijk draaien tot ongeveer 100.000 tpm. Als de motor stationair draait, draait de turbine constant met een snelheid van ongeveer 8.000 tpm.

De elektrische turbo wordt echter niet zelfstandig gebruikt om de motor op te laden. Bij hoge toerentallen zou de energie van de speciale batterij niet voldoende zijn om de turbine met voldoende snelheid te laten draaien.

Bij gebruik van een sterkere accu of een groter aantal van dergelijke accu's zou de prijs van een elektrische turbo met aanpassing van het gehele elektrische netwerk hoger zijn dan de prijs van de rest van de auto.

Daarom werkt de elektrische turbocompressor alleen bij lage en gemiddelde toerentallen, en bij hoge toerentallen schakelt hij uit en laat de superchargerfunctie over aan de klassieke turbocompressor.

De eisen voor de elektrische turbo aan het elektrische netwerk van de auto zijn relatief hoog en vormen een serieus probleem. Om de elektrische turbo efficiënt genoeg te laten zijn, zouden autofabrikanten de spanning in de auto moeten verhogen tot 48 volt.

Dit zou echter te maken hebben met het aanpassen van alle mogelijke onderdelen van de auto, van de batterij via de dynamo tot het volledige elektrische netwerk van het voertuig, wat zou leiden tot extra productiekosten, die autofabrikanten echter proberen te verminderen.

Voordelen:

  • Volledige afwezigheid van turbovertraging
  • Heeft geen extra apparatuur nodig om de vuldruk te regelen
  • Is niet onderhevig aan hoge thermische belasting

Nadelen:

  • Hoge prijs
  • Kwestie van betrouwbaarheid
  • Vereist een speciale batterij die deze turbo aandrijft
  • Complex elektrisch netwerk van de auto