Download - Turbo - auto.hogewerf.com · De turbo bestaat ongeveer net zo lang als de verbran-dingsmotor. Al in 1885 en 1896 deden Gottlieb Daimler en Rudolf Diesel onderzoek naar nieuwe mogelijkheden

Turbo World b.v.

De Wel 6B l 3871 MV Hoevelaken l The Netherlands

T +31 (0)33 257 06 07 l F + 31 (0)33 257 06 09

[email protected] l www.turboworld.nl

TurboHandboek

Turbo Handboek

TurboHandboek

Turbo HandboekInhoud 1. Inleiding2

1. INLEIDING

2. GESCHIEDENIS VAN DE TURBO

3. TECHNIEKDe verbrandingsmotorDrukvulling

PulsdrukvullingMechanische drukvullingUitlaatgasdrukvullingRegisterdrukvulling

4. DE TURBOVoordelen en nadelenOpbouw en onderdelen

De compressorHet binnenwerkDe turbine

5 EXTRA ONDERDELENDe intercoolerParallelle schakelingSerieschakeling

6. ONTWIKKELINGEN DOOR DE JAREN HEENTurbo-elektronicaVariabele turbinetechniekDe VNTOP

Beste lezer,

Dit handboek over turbo’s wordt u aangeboden door TurboWorld. Wat mag u verwachten? Veel techniek uiteraard,alsmede de diverse voordelen en nadelen van turbo’s. Ookwordt ingegaan op de historie van de turbo en presenterenwe u vele feiten en weetjes.

Eigenlijk is dit handboek gemaakt voor twee soorten mensen:voor degenen met verstand van techniek én voor degenen die er graag meer verstand van zouden willen hebben. Al bladerend doet u vanzelf meer kennis op. U komt vragentegen die antwoorden verlangen. En antwoorden die weernieuwe vragen oproepen. Iedereen kan er wat van opstekenen dat maakt dit handboek tot iets waardevols. Iets om tebewaren. Voor op de balie, in de wachtruimte of in de kantine.

Wij van Turbo World hebben dit handboek met ontzettend veelenthousiasme voor u samengesteld. Wij hopen dat hetzelfdevoor u geldt tijdens het doornemen. Mochten er toch nog vragen zijn, aarzelt u dan niet contact op te nemen via telefoon en/of website. Wie weet verschijnt uw vraag of tipwel in een volgende uitgave. Wij wensen u heel veel lees- enkijkplezier!

Jeroen Velthuis Directeur Turbo World

3

7. TURBOSCHADESWel of niet vervangen?Achterhalen van de klachtenoorzaak

Onvoldoende smeringInslag van voorwerpenVervuilde smeerolieTe hoge tegendruk van de uitlaatgassenTe hoge temperatuur van de uitlaatgassenScheurvormingMateriaalmoeheid

8. PROBLEMEN EN OPLOSSINGENTurbo probleem analyse

9. QUALITY CHECKLIST

10. IN DE WERKPLAATSHet reinigingsprocesHet oppervlaktebehandelingsprocesHet controleprocesHet balanceerproces

11. DOE DE TURBO-TESTMultiple choice test

De turbo bestaat ongeveer net zo lang als de verbran-dingsmotor. Al in 1885 en 1896 deden Gottlieb Daimler enRudolf Diesel onderzoek naar nieuwe mogelijkheden omhet vermogen te vergroten en het brandstofverbruik te verminderen door het inbrengen van gecomprimeerdelucht.

Het was de Zwitser Alfred J. Büchli die in 1905 het principe van

de uitlaatgascompressor of turbo ontwikkelde en vastlegde. Hij

bereikte een vermogenswinst van 40 procent en daarmee werd de

turbo officieel geïntroduceerd in de auto-industrie.

In 1938 produceerde fabrikant Swiss Machine Works Saurer de

eerste turbomotor voor een truck. In 1961 introduceerde de

Zweedse truckfabrikant Scania de eerste standaard ingebouwde

turbomotor. In die tijd was dit een behoorlijk revolutionaire stap,

omdat bij andere merken de turbo’s nog niet echt betrouwbaar

waren gebleken. Een jaar later volgde de turbo voor personenauto’s.

Vanwege hun onbetrouwbaarheid werden ze echter al weer snel van

de markt gehaald.

In de jaren zeventig deed de turbo zijn intrede in de autosport. Met

name in de Formule 1 werd de turbomotor erg gewild en mede

daardoor raakte de term ‘turbo’ ingeburgerd bij het grote publiek.

Autofabrikanten speelden hierop in door hun topmodellen met turbo

aan te bieden. Toch was er iets te vroeg gejuichd, want de eerste

commerciële turbo’s waren nog niet erg zuinig in het gebruik.

Bovendien vonden veel rijders het ‘turbogat’ – de korte vertraging

bij het gas geven – te groot.

Het grote moment voor de turbomotor voor trucks brak aan in 1973,

net na de eerste oliecrisis. Vanaf dat moment begon de turbo

aan een opmars die voortduurt tot op de dag van vandaag. Eind

jaren tachtig zorgde het toenemende milieubewustzijn voor strenger

wordende emissie-eisen. Dat had weer tot resultaat dat er veel

vrachtwagens met turbomotoren werden uitgevoerd. Momenteel is

het zelfs zo dat praktisch alle truckmotoren met een turbo zijn

uitgevoerd.

De echte doorbraak voor turbomotoren in personenauto’s was in

1978, het jaar van de introductie van de Mercedes Benz 300 TD

(foto 2.1). In 1981 volgde de VW Golf turbo diesel. Dit was een

belangrijke mijlpaal, want voor het eerst leverde een dieselmotor

(met turbo) bijna net zo veel vermogen als een benzinemotor zonder

turbo, waarbij ook nog eens de uitstoot van schadelijke stoffen sterk

was verminderd.

Elke motor levert een bepaald vermogen. In een verbran-dingsmotor wordt dat vermogen geleverd door een combinatie van brandstof, zuurstof en de ontbran-dingstemperatuur. Door elk van deze drie factoren te veranderen, verandert het vermogen van de motor.

Willen we, bij een gelijkblijvende temperatuur, meer vermogen, dan

zal er meer brandstof en zuurstof moeten worden aangevoerd.

Dat vraagt om meer cilinderinhoud en dat maakt een motor groter,

zwaarder en duurder. Natuurlijk kan ook de snelheid van de aanvoer

van brandstof en zuurstof worden verhoogd, waardoor het toerental

toeneemt. Dat heeft echter weer als nadeel dat de motoronderdelen

sneller slijten.

DrukvullingHet motorvermogen kan worden vergroot door de lucht, benodigd

voor de verbranding in de motor, samen te persen voor intrede

in de motor. Deze samengeperste lucht kan op meerdere manieren

worden aangeleverd: door pulsdrukvulling, door uitlaatgasdrukvul-

ling (turbocharging), mechanische drukvulling (supercharging)

of door registerdrukvulling (turbocharging).

PulsdrukvullingPulsdrukvulling krijgt het benodigde drukvermogen uit de uitlaat-

gassen, maar er is tevens een mechanische aandrijving tussen de

motor en de drukvulling. Deze vorm van drukvulling wordt vandaag

de dag weinig meer toegepast.

Mechanische drukvullingBij supercharging of mechanische drukvulling komt het benodigde

drukvermogen van de krukas, de mechanische verbinding tussen de

motor en de drukvulling.

Er bestaan types mechanische drukvulling zonder en met inwendige

compressie.

Eén van de meest gebruikte types compressoren zonder inwendige

compressie is de Roots-compressor, die zijn naam dankt aan de

gebroeders Roots. Dit type compressor – dat door Mercedes verder

is ontwikkeld – fungeert als een pomp: als de compressor meer

lucht levert dan de motor zelf kan aanzuigen, ontstaat een overdruk

in de inlaat.

De spiraalcompressor – ook wel ‘G-Lader’ genoemd – is een

voorbeeld van een compressor die wel gebruik maakt van

inwendige compressie. Volkswagen heeft hier in het verleden

gebruik van gemaakt. Vanwege de hoge kosten is de productie

van dit type inmiddels stilgelegd.

UitlaatgasdrukvullingTurbo’s met uitlaatgasdrukvulling werken volgens het principe van

constante druk. De turbocharger is eigenlijk niets anders dan een

door de uitlaatgassen aangedreven compressor. De turbine wordt in

gang gebracht door de energie die aanwezig is in de uitlaatgassen.

Hoe meer energie in de uitlaatgassen, hoe meer toeren de turbine

maakt.

RegisterdrukvullingEén van de nieuwste ontwikkelingen op turbogebied is het

registerdrukvullingsysteem. Hierbij start het turboproces met een

kleine turbo, waarna een grote turbo de luchttoevoer naar de motor

overneemt. Het resultaat is een dieselmotor met 20 procent

meer vermogen, meer koppelvermogen bij lage toerentallen en een

breder toerengebied.

Turbo Handboek2. GESCHIEDENIS VAN DE TURBO 3. TECHNIEK4 5

2.1 Mercedes 3.0 liter Turbo Diesel

Auto’s zouden eigenlijk twee motoren moeten hebben. Eén om snel mee te kunnen acceleren en één voor eenconstante snelheid. Omdat twee motoren in een auto ietsteveel van het goede is, biedt de inbouw van een turbo eenoplossing voor dit dilemma.

De werking van een turbo berust op het onder druk toevoegen van

extra lucht aan de motor, waardoor deze meer vermogen krijgt en zo

betere prestataties kan leveren. De techniek erachter lijkt op het

eerste gezicht ingewikkeld, maar berust op eenvoudige principes.

In de cilinders vindt de verbranding plaats van brandstof en zuurstof.

De uit de cilinder stromende uitlaatgassen drijven het turbinewiel in de

turbo aan. Dit turbinewiel is met een starre as gekoppeld aan een com-

pressorwiel en drijft dit aan. Het draaiende compressorwiel op zijn

beurt zuigt lucht aan en perst deze samen. Zodra de inlaatklep zich

opent, stroomt de gecomprimeerde lucht de cilinder binnen (foto 4.1).

Er is min of meer een vermogensevenwicht tussen de turbine en de

compressor van de turbo. Hoe meer energie de uitlaatgassen

leveren, hoe meer toeren de turbine en dus ook de compressor

maakt. Zodoende wordt er meer Iucht in de motor gepompt en kan

deze meer energie leveren.

De turbo en de motor zijn niet mechanisch met elkaar verbonden,

alleen stromingstechnisch door de inlaatlucht en de uitlaatgassen.

Het toerental van de turbo hangt ook niet af van het motortoerental,

maar van het motorvermogen. Als er meer brandstof in de motor

komt, stromen de uitlaatgassen sneller. Daardoor gaat de turbo

sneller draaien, stijgt de vuldruk en wordt meer lucht in de

cilinders gepompt, waardoor weer meer brandstof kan worden

toegevoegd. Het resultaat is altijd een betere verbranding van een

grotere hoeveelheid brandstof en, bij een gelijkblijvende cilinderin-

houd, een groter motorvermogen.

Voordelen en nadelenDe turbo biedt veel voordelen. Maar wat is dan de reden dat

fabrikanten van automotoren de turbo niet standaard inbouwen? Wij

hebben voor u de voor- en nadelen van de turbo op een rij gezet.

Een turbomotor biedt technische en economische voordelen ten

opzichte van een motor zonder turbo.

1. De verhouding tussen gewicht en vermogen van een turbomotor

is gunstiger; met een turbo is het mogelijk uit een relatief kleine

motor relatief veel vermogen te halen.

2. Een turbomotor biedt een gunstiger brandstofverbruik, zeker

over langere afstanden.

3. De brandstof in een turbomotor wordt beter verbrand en

daardoor vermindert de uitstoot van schadelijke stoffen.

4. Een turbomotor maakt minder lawaai dan een vrij aanzuigende

motor; bovendien fungeert de turbo ook nog eens als een extra

uitlaatdemper.

5. De prestaties van een turbomotor zijn op grotere hoogtes beter.

De turbo levert meer energie op omdat de tegendruk van de

ijlere lucht op grote hoogtes lager is, waardoor de motor bijna

hetzelfde vermogen levert als op lagere hoogtes het geval is.

Turbo Handboek4. DE TURBO6 7

4.1 Stroomschema turbocharger

De toepassing van een turbomotor heeft echter ook nadelen, die

door de voortschrijdende technische ontwikkeling al zijn of kunnen

worden opgelost.

1. Het ‘turbogat’. De turbo begint pas echt te werken bij een

bepaald toerental. De turbo wordt nu eenmaal aangedreven door

uitlaatgassen en die komen pas in grote hoeveelheden vrij bij

een hoog toerental.

2. De warmte. Een turbo wordt aangedreven door uitlaatgassen en

deze bereiken al snel temperaturen van 800 graden celsius of

meer. Door deze hoge temperaturen wordt de inlaatlucht

opgewarmd en warme lucht is minder rijk aan zuurstof, die

nodig is voor een goede verbranding.

3. De extra belasting. Het hogere vermogen vormt een grotere

belasting voor de motor, waardoor de motor als geheel minder

lang meegaat. Dit nadeel kan worden opgevangen door altijd

warm te rijden en de motor na stilstand goed af te laten koelen.

Opbouw en onderdelenEen turbo is opgebouwd uit drie hoofdonderdelen: de compressor,

het binnenwerk en de turbine.

De compressorHet uit aluminium vervaardigde compressorhuis en het compressor-

wiel worden samen de compressor genoemd. Het formaat ervan

wordt bepaald door de specificaties van de motor. De vorm van het

compressorhuis leidt er toe dat de lucht wordt gecomprimeerd,

waarna deze onder druk naar de verbrandingsruimte wordt geleid.

Het compressorhuis bevat het compressorwiel dat star op de

turbine-as is gemonteerd. Dat houdt in dat het net zo snel draait als

het turbinewiel. De schoepen van compressorwiel zijn zo gevormd dat

de lucht via het wiel wordt aangezogen. De aangezogen lucht wordt

naar de omtrek van het compressorwiel geleid en tegen de wand van

het compressorhuis gedrukt. Daardoor wordt de lucht samengedrukt,

waarna deze via het inlaatspruitstuk in de motor wordt geperst.

Vanwege de enorme rotatiesnelheden die hedendaagse turbo’s

behalen, worden aan het gietwerk van het compressorwiel

bijzonder hoge eisen gesteld. Zo zagen we het gebruik van vlakke

compressorwielen (foto 4.2) veranderen in compressorwielen waar-

4.2 Flatback compressorwiel

4.3 Superback compressorwiel

4.5 Opbouw van een recirculatieklep


van de achterzijde is versterkt (foto 4.3). De laatste ontwikkeling

zit in de zogenaamde boreless compressorwielen (foto 4.4). Het

compressorwiel is niet meer volledig doorgeboord om zodoende beter

met de hoge rotatiesnelheden om te kunnen gaan.

Deze maatregelen zorgen ervoor dat het risico van materiaal-

moeheid door langdurige belasting van het compressorwiel steeds

kleiner wordt.

Steeds vaker wordt op turbo’s een zogenaamde recirculatieklep op

de compressoruitgang geplaatst. De klep opent automatisch als de

druk in de luchtinlaat wegvalt. Hierdoor wordt de lucht bij de

compressoruitgang teruggeleid naar de compressorinlaat. Bij gas

terugnemen of afremmen zorgt de klep ervoor dat de turbo zoveel

mogelijk op snelheid wordt gehouden, zodat deze onmiddellijk

beschikbaar is als opnieuw gas wordt gegeven (foto 4.5).

4.4 Boreless superback compressorwiel

Het binnenwerkHet binnenwerk vormt het centrale gedeelte van de turbo en is

gemonteerd tussen het compressorhuis en het turbinehuis. In dit

binnenwerk is het lagerhuis gemonteerd.

In het lagerhuis loopt de starre turbine-as, die draait in een zwevend

lagersysteem met één of twee radiaallagers. Aan beide zijden van de

turbine-as bevinden zich de schoepenwielen. De positie van de

schoepen van het compressorwiel is de omgekeerde stand van de

schoepen van het turbinewiel. Deze stand zorgt er voor dat er lucht

vanuit het luchtfilter wordt aangezogen.

De smering van de turbine-as en de lagers geschiedt via het oliecircuit

van de motor. De motorolie wordt tussen het lagerhuis en de lagers,

maar ook tussen de lagers en de turbine-as, geperst. De olie dient niet

alleen als smering, maar ook als koelmiddel voor de as, de lagers en

het lagerhuis.


Om het oliecircuit gesloten te houden, zitten er olie-afdichtingen aan

zowel de turbine- als aan de compressorzijde. Aan beide zijden bevin-

den zich zuigerveertjes, welke echter niet moeten worden beschouwd

als echte oliekeerringen. Dit kan als volgt worden toegelicht: indien er

te weinig uitlaatgasdruk zou zijn door schade aan de turbinezijde, zal

er olielekkage optreden aan de turbinekant van de turbo.

Ditzelfde probleem kan optreden aan de compressorkant. Als er

onvoldoende tegendruk is van de motor dan zal de turbo namelijk olie

gaan lekken aan de compressorkant. Daardoor zal, als men de turbo

laat draaien zonder dat de compressoruitlaatslang is aangesloten,

olielekkage gaan optreden. Dit verschijnsel is wederom een voorbeeld

van het feit dat de zuigerveren niet als keerringen functioneren.

Het voorkomen van olielekkage aan de compressorzijde wordt

verzorgd door de zogenaamde thrust collar, de compressor backplate

en het zuigerveertje. De thrust collar is zo geconstrueerd dat deze

ervoor zorgt dat bij een stationair toerental geen olielekkage optreedt.

De backplate is de afdichtingsplaat voor het lagerhuis.

Wist u dat…

…dat een turbo, mits goed onderhouden en gesmeerd,

gemiddeld zo’n 120.000 kilometer meegaat? En dat u zelf

met uw rijgedrag daar een grote invloed op heeft?

De turbineHet turbinehuis en het turbine-as vormen samen de turbine. Het

turbinehuis is gemaakt van gietijzer en is daardoor bestand tegen de

enorme temperaturen die behaald worden. Deze temperaturen

kunnen oplopen tot meer dan 800 °C.

Het turbinewiel van de turbo wordt aangedreven door uitlaatgassen.

De uitlaatgassen worden via het uitlaatspruitstuk van de motor naar

het turbinehuis geleid. Omdat het kanaal binnen het turbinehuis

steeds kleiner wordt, zal er automatisch een stroomversnelling van

de uitlaatgassen optreden. De speciale 'slakkenhuis’-vorm van het

turbinehuis zorgt ervoor dat de gassen om het turbinewiel

heen worden geleid en dat het turbinewiel gaat draaien. De

rotatiesnelheid van de turbine wordt bepaald door de doorlaat van

het turbinehuis. Het formaat en de doorlaat van de turbine is

afhankelijk van de cilinderinhoud, het toerental en het gewenste

vermogen van de motor.

De turbine-as is aan het turbinewiel vastgelast en vormt een starre

verbinding met de compressor. De turbine-as is hol ter hoogte van

de las, om als een thermische brug de warmteoverdracht van het

turbinewiel naar de turbine-as te bemoeilijken. Aan de turbinekant

van de turbine-as zit een groef met daarin het zuigerveertje. Het

Ioopvlak van de radiaallagers is extra verhard en glad gepolijst. Het

dunnere uiteinde van de turbine-as loopt door het compressorwiel

heen en is aan het uiteinde voorzien van schroefdraad, waarop een

borgmoer zit om de rotor op te sluiten.

In de meeste gevallen wordt de druk geregeld door een overdruk-

klep die een gedeelte van de uitlaatgassen om de turbine leidt als

de druk te hoog dreigt te worden. Deze klep – ook wel ‘wastegate’

genaamd – wordt meestal geopend en gesloten door de actuator.

Een actuator is een membraan dat aan het compressorhuis is

gemonteerd. Naarmate een turbo meer druk levert, zorgt het

membraan ervoor dat een stang de wastegate opent. Dit voorkomt

dat de druk te hoog wordt (foto 4.6 en foto 4.7).


4.6 Overdrukklep gesloten 4.7 Overdrukklep open

Wist u dat……een turbo al kapot kan gaan door een luchtbel in de

olieleiding? De turbo wordt heel even niet gesmeerd en

dat kan al voldoende zijn om de lagers vast te laten lopen.

Door geavanceerd gietwerk, nieuwe compressortechnie-ken en verbeterde stressbestendigheid van de toegepastematerialen is de toekomst nu echt begonnen. Nieuwe technieken doen hun intrede en we staan aan de basis vanmogelijk spectaculaire ontwikkelingen.

De turbo is bij uitstek geschikt voor toepassing in een dieselmotor

van een vrachtauto. Met een turbo is meer vermogen uit een motor

te halen, waardoor deze relatief klein kan blijven en het nuttig laad-

vermogen toeneemt. Dat is ook de reden dat aan het begin van het

nieuwe millennium vrijwel alle dieselmotoren in het vrachtvervoer

zijn uitgerust met een turbo. Moderne diesels hebben een brede

toerentalspreiding, wat inhoudt dat er ook bij lage toerentallen een

hoge turbodruk nodig is.

In vergelijking met een dieselmotor is er bij de uitlaatgassen van een

benzinemotor sprake van veel vermogen bij hoge toeren en dus

aanzienlijk hogere uitlaatgastemperaturen. Dat is de reden dat

turbo’s voor benzinemotoren een andere constructie kennen en uit

andere materiaalsoorten worden vervaardigd. Om het bereik van de

turbo te verbreden, wordt een wastegate met actuator toegepast. In

het ontwerp van de wastegate is ook rekening gehouden met de

grotere hitte, zodat deze effectiever kan worden afgevoerd.

Overigens zien de turbo's voor dieselmotoren er soms bijna exact

hetzelfde uit als die voor benzinemotoren. Ter voorkoming van

vergissingen heeft fabrikant Garrett de verschillende turbo’s een

kenteken gegeven, waarbij de vorm van de neus van het turbinewiel

herkenbaar afwijkt.

De turbotechniek blijkt op meerdere fronten te ontwikke-len. Dat geldt niet alleen voor de turbo zelf, maar ook voorde extra’s. Daarnaast zijn fabrikanten bezig de grenzen te verkennen van de techniek om meerdere turbo’s in eenauto te bouwen, parallel of serieel.

De intercoolerEen turbo werkt met gecomprimeerde lucht. Door het samenpersen

van de lucht wordt deze warmer en neemt het zuurstofgehalte af.

Dit is nadelig voor het behalen van de meest optimale verbranding,

want daarvoor is juist zoveel mogelijk zuurstof in de samengeperste

lucht nodig. De samengeperste lucht moet dus worden afgekoeld en

daarom wordt tussen de turbo en de motor vaak een soort

radiateur – de ‘intercooler’ – gemonteerd. Deze intercooler koelt de

lucht namelijk weer af.

Parallelle schakelingHet is mogelijk meerdere turbo’s in te bouwen. Met name bij V-type

motoren kan worden gekozen voor meerdere kleinere turbo’s.

Kleinere turbo's komen sneller op gang en reageren dus eerder op

het gaspedaal. Een ander voordeel is dat twee kleinere turbo’s een

sneller resultaat geven dan een grote turbo. Enkele (kleine) nadelen

zijn er ook: twee turbo’s vallen meestal duurder uit dan één grote

turbo en de synchronisatie kan nauw luisteren. Een toepassing uit

het verleden is de Nissan 300 ZX, die een fraai voorbeeld vormt van

een personenauto die gebruik maakt van twee kleinere turbo’s.

SerieschakelingNaast parallel geschakelde turbo’s is het ook mogelijk turbo’s in

serie te schakelen. De turbo’s staan als het ware in één lijn,

waardoor een versterkend effect optreedt. Na de twee turbo’s te zijn

gepasseerd komen de uitlaatgassen in de uitlaat.

Het principe van de seriegeschakelde turbo’s werd in 2004 door

BMW getest in de uitputtende Dakar Rally. De Variabele Twin Turbo

(VTT) techniek werkt met een tweetraps- of registerdrukvulling.

Nadat een kleine turbo is begonnen, neemt een grote turbo op het

juiste moment de luchttoevoer naar de motor over. Het resultaat dat

BMW met de nieuwe 3 liter VTT dieselmotor wist te bereiken was 20

procent meer vermogen, meer koppel bij lage toerentallen en een

breder toerengebied (foto 5.1).

Turbo Handboek5. EXTRA ONDERDELEN14 15

5.1 BMW Variabele Twin Turbo dieselmotor

6. ONTWIKKELINGEN DOOR DE JAREN HEEN

Wist u dat…

…de gemiddelde temperatuur van de uitlaatgassen bij de

inlaat van een dieselturbo 800 graden Celsius bedraagt?

En dat dit bij een benzineturbo zelfs 1.000 graden Celsius

kan zijn?

Als vervolg op de eerste VNT turbochargers (oftewel Variable Nozzle

Turbine) werd een tweede model geïntroduceerd. Het vervolg-

ontwerp kenmerkt zich door meer vanen en geldt, door de grote

trekkracht vanaf lage toeren, momenteel als de standaard voor

personenauto's met dieselmotoren.

De autoindustrie moet vandaag de dag aan zeer zware eisen

voldoen: zuiniger, schoner, veiliger, krachtiger en comfortabeler. Met

de strenger wordende emissie-eisen en de vraag om kleinere,

maar krachtiger motoren lijkt voor de turbo een essentiële rol

weggelegd, met name in de toepassing van turbo’s op dieselmotoren.

Door optimalisatie van mechaniek en elektronica wordt het

rendement van de moderne dieselmotoren steeds groter. Een

bijkomend voordeel is dat tegemoet kan worden gekomen aan de

immer strenger wordende emissie-eisen. Aan de toekomstige eisen

kan nauwelijks nog worden voldaan met motoren die dezelfde

cilinderinhoud hebben als de huidige modellen. De inzet van een

turbo kan dan uitkomst bieden.

Turbo-elektronicaVandaag de dag gelden steeds zwaardere eisen als het gaat om

brandstofverbruik, emissiewaarden en geluidsniveau. Om aan deze

eisen tegemoet te kunnen komen, is het noodzakelijk om de

oplossing te zoeken in elektronica. Kleine computers berekenen bij

elk toerental de optimale turbodruk. Ook de seriematige toepassing

van een elektronische actuator – die een snellere reactie van de

turbo mogelijk maakt – is een ontwikkeling die niet onvermeld mag

blijven (foto 6.1).

Variabele turbinetechniekEén van de beperkingen van een turbocharger is de uitlaatgasdoor-

laat van het turbinehuis. Wanneer een turbinehuis met een kleine

doorlaat wordt gebruikt, zal de turbo goed presteren bij lage

toerentallen. Lage toerentallen leveren een uitlaatgasstroom met

lage druk op. Door de kleine doorlaat wordt deze luchtstroom

echter bijeen gedrongen, waardoor toch een hogere druk ontstaat.

Het nadeel van een turbo met een kleine doorlaat is dat deze al

snel zijn maximum aan vermogen bereikt. Bij een uitlaathuis

met een grote uitlaatgasdoorlaat draait het probleem zich om. Nu

functioneert de turbo prima in het hogere bereik van de motor,

maar zal er bij lagere motortoerentallen sprake zijn van te weinig

turbodruk. Om dit dilemma op te lossen kan de grootte van de

doorlaat worden gevarieerd. Zodoende wordt optimaal gebruik

gemaakt van een grote en een kleine doorlaat. Officieel noemen we

dit het werken met variabele geometrie, maar in de volksmond

spreken we over variabele turbochargers (foto 6.2).

Door het gebruik van deze variabele geometrie kan de grootte van

de doorlaat van het turbinehuis worden afgestemd op de maximale

snelheid en trekkracht die door de motor gevraagd wordt. Om

vervolgens het probleem van het minder goed functioneren in het

lage bereik van de motor op te lossen, is het de bedoeling om een

kleinere uitlaatgasdoorlaat te bereiken. Hiervoor is het turbinehuis

rondom voorzien van een aantal beweegbare vanen. Als de doorlaat

tussen de vanen wordt verkleind, ontstaat alsnog een hoge uitlaat-

gasdruk. Daarnaast is van belang dat, door het verstellen van de

vanen, de hoek kan worden veranderd waarmee de uitlaatgassen op

het turbinewiel terecht komen.

Wanneer de vanen in een nagenoeg dichte positie staan, worden

de uitlaatgassen op het uiteinde van de turbinevanen gericht

(foto 6.3). Hierdoor zal de turbo snel accelereren en een verhoogde

turbodruk produceren, als ware het een turbo met een kleine

uitlaatgasdoorlaat. Wanneer de turbo vervolgens op druk komt,

worden de vanen geopend, waardoor de acceleratie van de turbo

wordt afgeremd (foto 6.4). Als de vanen in de maximale open posi-

tie staan, is het alsof er geen variabele nozzle ring is gemonteerd en

wordt het maximale toerental van de turbo weer bepaald door de

eigenlijke uitlaatgasdoorlaat van het turbinehuis van de turbo.

In 1989 werd de variabele technologie voor het eerst commercieel

toegepast door Garrett en dit veroorzaakte een revolutie op de markt

van turbodieselmotoren voor personenauto’s.

Turbo Handboek6. ONTWIKKELINGEN DOOR DE JAREN HEEN16 17

6.1 Elektronische actuator

6.4 Vanen in open positie: beperkte aandrijving turbine

6.3 Vanen in dichte positie: volledig aandrijving turbine

6.2 Variabele turbocharger

Turbo Handboek6. ONTWIKKELINGEN DOOR DE JAREN HEEN18 19

De VNTOPGarrett ontwikkelde daarnaast de VNTOP, wat staat voor ‘VNT one

piece’. Deze wordt ook wel turbo met ‘slidevane’ genoemd en is een

technisch eenvoudiger uitvoering van de variabele turbo. Dit type

heeft vanen die niet meer individueel regelbaar zijn, maar waarbij

een verschuifbare ring de toestroom naar de schoepen bepaalt

(foto 6.6 en foto 6.7). Het gaat hier om een compacter, goedkoper

en eenvoudiger type met minder nauwkeuriger afstellingsmogelijk-

heden. De VNTOP vindt veel toepassing in dieselmotoren voor

personenauto’s in de kleinere en middenklasse.

6.6 Vanen in open positie: volledige aandrijving

6.7 Vanen in dichte positie: beperkte aandrijving

Wist u dat…

…nieuwe generaties turbo’s ronddraaien tot 220.000

toeren per minuut? En dat ter vergelijking de rotoren

van een vliegtuig “slechts” 7.000 toeren per minuut

bereiken?

Hoe goed een turbo ook is ontworpen, wordt behandeld enonderhouden, schade blijft natuurlijk altijd mogelijk. Enomdat de ene schade de andere niet is, is er voor vrijwelelk probleem een andere oplossing. Dit hoofdstuk gaat inop de diverse mogelijkheden, waarbij het achterhalen vande klachtenoorzaak centraal staat.

Een turbo wordt door de meeste garages als een complex onderdeel

ervaren. Op zich is dat niet zo verwonderlijk, omdat de turbo in de loop

der jaren steeds compacter is geworden. Verder zijn de toerentallen

gestegen tot meer dan 200.000 toeren per minuut en maakt de turbo

steeds meer deel uit van het motormanagement. Hoewel de com-

plexiteit meevalt, is en blijft een turbo een gevoelig onderdeel.

Gelukkig komen turboschades veroorzaakt door de turbo zelf vandaag

de dag niet meer zo vaak voor als in de beginjaren. De schades die wel

ontstaan, vallen vaak onder de categorie gevolgschades. De oorzaak is

niet direct bekend, maar het gevolg – een kapotte turbo – wel.

Wel of niet vervangen?Het eenvoudigweg vervangen van de kapotte turbo door een nieuw of

gereviseerd exemplaar is dan slechts een oplossing voor de korte

termijn. Aan te raden is om eerst na te gaan of de turbo wel de oorzaak

is van de ontstane klacht en of het de enige oorzaak is. Zodra alle

mogelijke opties in een werkplaats zijn doorgenomen en zeker is dat de

turbo defect is, dan zal deze moeten worden vervangen.

Achterhalen van de klachtenoorzaakBij een goed werkende en goed onderhouden motor zal een turbo

jarenlang betrouwbaar blijven functioneren. Het komt nog steeds voor

dat veel turbo's onnodig worden vervangen omdat niet de juiste

diagnose is gesteld.Als eenmaal besloten is de turbo te vervangen, dan

is het nog steeds belangrijk om te achterhalen waardoor het defect is

veroorzaakt, zodat vergelijkbare problemen in de toekomst kunnen

worden voorkomen. We beschrijven hier welke defecten aan een turbo

kunnen ontstaan en waardoor dit wordt veroorzaakt.

Onvoldoende smeringBij onvoldoende smering ontstaat directe overdracht van warmte

van het turbinewiel, waarbij de resterende smeerolie verbrandt of

verkoolt en er een verkleuring van de as te zien is (foto 7.1).

De lagers lopen dan vast en beschadigen (foto 7.2). Hierdoor kan

verdere schade ontstaan, waaronder het aanlopen van de wielen

(foto 7.3), het begeven van de olie-afdichtingen en het breken van

de turbine-as (foto 7.4).

Turbo Handboek7. TURBOSCHADES20 21

7.1 Verkleuring op turbine-as 7.3 Aangelopen turbinewiel

7.2 Beschadigd lager naast nieuw lager 7.4 Gebroken turbine-as

Wist u dat…

...de lucht die in een turbocompressor wordt gezogen

bijna de geluidssnelheid bereikt?

Door de zich verspreidende temperatuurstijging raakt ook het

lagerwerk sterk verhit. Dit zet vervolgens uit, waarbij materiaal van

de lagers zich kan afzetten op de as (foto 7.5).

De beweging van de as heeft grote slijtage aan de buitenkant van

de afdichtingsbus veroorzaakt. Het draagvlak van de thrust collar is

weggesleten (foto 7.6).

Het materiaal van het buitenste axiaallager is weggesmolten door de

grote wrijvingswarmte tussen thrust collar en axiaallager (foto 7.7).


7.6 Beschadigde thrust collar naast nieuwe thrust collar

7.5 Lagerafzetting op turbine-as 7.7 Beschadigd axiaallager naast nieuw axiaallager

Wist u dat…

…een turbo in minder dan één seconde kan accelereren

van 20.000 toeren naar 150.000 toeren per minuut?

Ook zijn de schoepen van het compressorwiel tegen de wand van

het compressorhuis gelopen (foto 7.8, foto 7.9 en foto 7.10). De

uiteinden van de schoepen zijn vervormd en deels afgeschaafd.

Dit kan met dermate hevige krachten gepaard gaan dat zelfs de

lagers kunnen breken (foto 7.11).

Inslag van voorwerpenDoor de inslag van vreemde voorwerpen kan grote schade ontstaan

aan de turbine-as van de turbo (foto 7.12). Ook het variable gedeelte is

gevoelig voor inslagen, waarbij de nozzle ring kan beschadigen

(foto 7.13). Bijgaande afbeeldingen laten zien wat de gevolgen kunnen

zijn van inslag door losse deeltjes uit de motor.

Turbo Handboek7. TURBOSCHADES24

7.12 Inslag vreemd voorwerp turbine-as

25

7.8 Aangelopen compressorwiel

7.9 Beschadigd compressorhuis naast nieuw compressorhuis

7.10 Aangelopen compressorhuis

7.13 Inslag vreemd voorwerp nozzle ring

7.11 Nieuw radiaallager naast gebroken radiaallager

Aan de compressorzijde zien we een vergelijkbaar beeld ontstaan.

De schoepen van het compressorwiel zijn beschadigd of zelfs

helemaal verdwenen (foto 7.14). Bij intrede van een zacht voorwerp

is de schade minder groot, maar kunnen de schoepen wel achter-

over worden gebogen.

Als gevolg van een lek tussen het luchtfilter en de turbo kunnen

kleine vuildelen binnentreden en door de schurende werking het

compressorwiel beschadigen (foto 7.15). Hierdoor kunnen turbine-

as en wielen uit balans raken en instabiel worden. Door de enorme

toerentallen is verdere schade dan niet te vermijden.


7.15 Inslag door kleine vuildelen

7.14 Inslag vreemd voorwerp compressorwiel

Wist u dat……het verstandig is de motor even stationair te laten

lopen als deze tijdens een rit veel toeren heeft moeten

draaien? Dit zorgt er namelijk voor dat de turbo goed

wordt nagesmeerd en afkoelt.

Vervuilde smeerolieDe olie in de turbo heeft een dubbele werking: die van smering en

van koeling. De bijgaande afbeeldingen tonen wat de gevolgen

kunnen zijn van de werking van vervuilde smeerolie

Gefilterde motorolie kan nog kleine vuildeeltjes bevatten. Is het

loopvlak van de as normaal spiegelglad, door het resterende vuil in

de olie zijn diepe groeven ingesleten. Het vuil in de olie heeft een

schurende werking (foto 7.16). Dat is goed te zien aan het draagvlak

van dit axiaallager, waarbij het draagvlak op meerdere plaatsen

volledig is weggesleten, tot zelfs de oliekanalen dichtslibben

(foto 7.18).

Door de schurende werking van de vervuilde smeerolie zijn de beide

kanten van de thrust collar uitgesleten (foto 7.17).


7.18 Ingesleten axiaallager

7.16 Gegroefd radiaallager

7.17 Beschadigde thrust collar en nieuwe thrust collarWist u dat……het essentieel is om een turbo in onbalans een hinder-

lijk geluid veroorzaakt en de levensduur van de turbo

vermindert? Dit wordt veroorzaakt door de vibraties die

bij hoge toeren ontstaan.

Onder vervuiling wordt ook verkoling van de smeerolie verstaan

(foto 7.19). Verkoolde olie kan zich vastzetten op de binnenkant

van het lagerhuis en daardoor de olie-afdichtingen blokkeren met

kans op olie-lekkage. Ook kan door olie-verkoling verdere schade

worden veroorzaakt aan lagers en afdichtingen.

Is de smeerolie erg vervuild, dan kan deze diepe groeven in de

lagerplaatsen van de turbine-as veroorzaken (foto 7.20). In het

geval van aluminium lagers zet het vuil zich vaak vast op het lager-

oppervlak en veroorzaakt grote schade op de loopvlakken van de

turbine-as en het lagerhuis (foto 7.21).

Te hoge tegendruk van de uitlaatgassenEen verstopte uitlaat is in de meeste gevallen de oorzaak van een te

hoge tegendruk van de uitlaatgassen. Een te hoge tegendruk kan

daarnaast worden veroorzaakt door problemen met de katalysator

of, in moderne motoren, de EGR-klep.

Aan de hand van de bijgaande afbeeldingen wordt duidelijk wat

hiervan de gevolgen kunnen zijn.

Er is slijtage op de zuigerveer en de zuigerveergroef van de turbine-

as ontstaan, met als gevolg olielekkage naar de turbinekant (foto

7.22). De olie in de turbine is verkoold, waardoor kooldeeltjes in het

lagerhuis terecht kunnen komen.


7.19 Dichtgekoold lagerhuis 7.20 Ingesleten lagerplaatsen turbine-as

7.21 Beschadigde turbine-as en nieuwe turbine-as

7.22 Uitgesleten zuigerveergroef turbine-as

31

Wist u dat……een auto soms blauw rookt bij het stilstaan voor bij-

voorbeeld een stoplicht? En dat dit een belangrijk signaal

is dat wijst op een probleem in de turbo?

Te hoge temperatuur van de uitlaatgassenDe meest voorkomende oorzaken van een te hoge uitlaatgastempe-

ratuur bij dieselmotoren zijn een defecte of verstopte intercooler,

een verkeerd afgestelde brandstofpomp of een verstopt luchtfilter.

De bijgaande afbeeldingen laten zien wat de gevolgen kunnen zijn

van een te hoge temperatuur van de uitlaatgassen.

ScheurvormingDoor hoge temperaturen kunnen er scheuren optreden in het turbi-

nehuis, waardoor uitlaatgaslekkage ontstaat. Dit betekent minder

aandrijving voor de turbine in de turbo en dus uiteindelijk minder

turbodruk (foto 7.23).

Vrijwel alle turbinehuizen van turbo's vertonen, ongeacht het merk

of de toepassing, na verloop van tijd krimpscheuren. Deze treden

met name snel op bij motoren met een relatief hoge belasting en bij

de meeste benzine toepassingen in personenauto's. In veel gevallen

kunnen scheuren of andere beschadigingen van het turbinehuis een

nadelige invloed hebben op de werking van de turbo.

MateriaalmoeheidMateriaalmoeheid ontstaat door een te lange of hevige belasting van

de gebruikte materialen. Bijgaande afbeeldingen tonen de mogelijke

gevolgen.

Er kan sprake zijn van materiaalmoeheid van het compressorwiel

als er een schoep van het wiel is afgebroken, terwijl er weinig of

geen aanloopsporen en/of sporen van inslag van een vreemd voor-

werp zichtbaar zijn (foto 7.24).

Materiaalmoeheid kan tevens de oorzaak zijn van een te hoge

omwentelingssnelheid en/of een te lange overschrijding van de

maximale rotatiesnelheid, waardoor een compressorwiel kan

exploderen op het zwakste punt (foto 7.25).


7.23 Scheuren in turbinehuis

7.24 Beschadigd compressorwiel

7.25 Gebroken compressorwiel

32

Wist u dat……alleen slecht uitgebalanceerde, versleten of bescha-

digde turbo’s veel lawaai produceren? En dat een goed

onderhouden en functionerende turbo nauwelijks hoor-

baar is?

Turbo probleem analyse1. Probleem: de motor houdt in tijdens acceleratie.Mogelijke oorzaak: een defect overdruksysteem van de turbo.Oplossing: reparatie/vervanging van de turbo is noodzakelijk; bel Turbo World voor meer informatie.

2. Probleem: de motor levert te weinig vermogen.Mogelijke oorzaak: een defecte turbo.Oplossing: reparatie/vervanging van de turbo is noodzakelijk; bel Turbo World voor meer informatie.

Mogelijke oorzaak: luchtlekkage tussen turbo en inlaatspruitstuk.Oplossing: vervanging van de turbo is niet noodzakelijk; controleer de aansluiting en vervang de onderdelen.

Mogelijke oorzaak: uitlaatgaslekkage bij de turbo.Oplossing: overweeg vervanging van de turbo; bel Turbo World voor meer informatie.

Mogelijke oorzaak: probleem met brandstofsysteem.Oplossing: vervanging van de turbo is niet noodzakelijk; opnieuw afstellen en brandstofsysteem controleren.

Mogelijke oorzaak: interne motorproblemen.Oplossing: overweeg vervanging van de turbo; bel Turbo World voor meer informatie.

Mogelijke oorzaak: onjuiste afstelling van de ontstekingstijd.Oplossing: vervanging van de turbo is niet noodzakelijk; stel de ontsteking opnieuw af en vernieuw de defecte onderdelen.

Mogelijke oorzaak: een defect overdruksysteem van de turbo.Oplossing: reparatie/vervanging van de turbo is noodzakelijk; bel Turbo World voor meer informatie.

Mogelijke oorzaak: obstructie tussen de turbo en het inlaatspruitstuk.Oplossing: vervanging van de turbo is niet noodzakelijk; verwijder de obstructies en vernieuw de defecte onderdelen.

Mogelijke oorzaak: obstructie tussen turbo en uitlaatspruitstuk.Oplossing: vervanging van de turbo is niet noodzakelijk; verwijder de obstructies en vernieuw de defecte onderdelen.

3. Probleem: zwarte uitlaatgassen.Mogelijke oorzaak: een defecte turbo.Oplossing: reparatie/vervanging van de turbo is noodzakelijk; bel Turbo World voor meer informatie.



Mogelijke oorzaak: probleem met brandstofsysteem.Oplossing: vervanging van de turbo is niet noodzakelijk; opnieuw afstellen en brandstofsysteem controleren.


Mogelijke oorzaak: onjuiste afstelling van de ontstekingstijd.Oplossing: vervanging van de turbo is niet noodzakelijk; stel de ontsteking opnieuw af en vernieuw de defecte onderdelen.∑



4. Probleem: overmatig verbruik van motorolie.Mogelijke oorzaak: een defecte turbo.Oplossing: reparatie/vervanging van de turbo is noodzakelijk; bel Turbo World voor meer informatie.



Mogelijke oorzaak: olie-afvoer of carterventilatie verstopt.Oplossing: overweeg vervanging van de turbo; bel Turbo World voor meer informatie.∑

Turbo Handboek8. PROBLEMEN EN OPLOSSINGEN34 35


5. Probleem: blauwe uitlaatgassen.Mogelijke oorzaak: een defecte turbo.Oplossing: reparatie/vervanging van de turbo is noodzakelijk; bel Turbo World voor meer informatie.



Mogelijke oorzaak: olie-afvoer of carterventilatie verstopt.Oplossing: overweeg vervanging van de turbo; bel Turbo World voor meer informatie.


6. Probleem: turbocharger maakt lawaai.Mogelijke oorzaak: luchtlekkage tussen het luchtfilter en de turbo.Oplossing: vervanging van de turbo is niet noodzakelijk; controleer de aansluiting en vervang de onderdelen.

Mogelijke oorzaak: een defecte turbo.Oplossing: reparatie/vervanging van de turbo is noodzakelijk; bel Turbo World voor meer informatie.





7. Probleem: olielekkage aan de luchtinlaatzijde van de turbo.Mogelijke oorzaak: een defecte turbo.Oplossing: reparatie/vervanging van de turbo is noodzakelijk; bel Turbo World voor meer informatie.



Mogelijke oorzaak:olie-afvoer of carterventilatie verstopt.Oplossing: overweeg vervanging van de turbo; bel Turbo World voor meer informatie.


8. Probleem: olielekkage aan de turbinezijde van de turbo.Mogelijke oorzaak: een defecte turbo.Oplossing: reparatie/vervanging van de turbo is noodzakelijk; bel Turbo World voor meer informatie.


Mogelijke oorzaak: olie-afvoer of carterventilatie verstopt.Oplossing: overweeg vervanging van de turbo; bel Turbo World voor meer informatie.

Turbo Handboek8. PROBLEMEN EN OPLOSSINGEN36 37

Wist u dat……de actuator van een variabele turbo veelal

door middel van vacuüm wordt afgeregeld in

plaats van druk?

Zodra de oorzaak bekend is waardoor een turbo defect is geraakt en de beslissing is genomen om deze te vervangen, kan de volgende checklist worden gebruikt.Mocht er iets in de omgeving van de turbo aan de hand zijn dan zal dit naar voren komen met de onderstaandemontage-aanwijzingen.

1 Controleer de olie-aanvoerleiding:

Demonteer de olie-aanvoerleiding en controleer deze. Reinig de

leiding. Zodra er echter enige vorm van verstopping wordt vast-

gesteld, dient de olie-aanvoer direct te worden vervangen.

Controleer eveneens op knikken in de leiding. Zorg ervoor dat er

nooit vloeibare pakkingen worden gebruikt.

2 Ververs de olie:

Vergeet niet de motorolie en het oliefilter te vernieuwen. Het niet

tijdig verversen van de olie levert schade op aan de turbo. Oude

of vervuilde olie belemmert de smering van het binnenwerk en

veroorzaakt daardoor schade aan de lagers en de turbine-as.

3 Controleer de olie-afvoerleiding:

Demonteer de olie-afvoerleiding en controleer deze. Reinig de

leiding. Zodra er echter enige vorm van verstopping wordt

vastgesteld, dient de olie-afvoer direct te worden vervangen.

Controleer eveneens op knikken in de leiding. Zorg ervoor dat er

nooit vloeibare pakkingen worden gebruikt.

4 Controleer de carterontluchting en motorconditie:

Als er sprake is van een slechte motorconditie, ontstaat er

carterdruk in een motor. Dit betekent dat er oliedampen ontstaan die

worden afgevoerd via de carterontluchting. In veel gevallen is de

carterontluchting aangesloten op de luchtaanvoerleiding van de

turbo. De turbo blaast deze dampen weer richting motor, wat een

onvolledige verbranding zal veroorzaken. Controleer zowel de

carterdruk als de carterontluchting. Daarnaast veroorzaakt een

verstopte carterontluchting olie-afvoerproblemen voor de turbo.

5 Controleer de luchtleidingen:

Monteer altijd een nieuw luchtfilter en reinig de luchtaanzuigslang.

Indien er een intercooler is gemonteerd dienen eventuele olieresten

te worden verwijderd. De slang van de turbo naar de motor moet

zorgvuldig worden gecontroleerd. Ook moet het inlaatspruitstuk

worden gecontroleerd op eventuele resten van de voorafgaande

turboschade.

Turbo Handboek9. QUALITY CHECKLIST38 39

6 Controleer de oliedruk:

Gebruik een schone opvangbak om de olie uit de olie-aanvoerleiding

op te vangen. Zorg ervoor dat het oliecircuit is gevuld zonder dat de

motor aanslaat. Dit is voldoende om eventueel vuil- of roetresten

mee te laten komen uit de leiding en er zodoende voor te zorgen dat

de lagers van de turbo geen schade oplopen.

7 Bevestiging op het spruitstuk:

Het uitlaatspruitstuk kan nog metaalresten van de vorige

turboschade bevatten, welke moeten worden verwijderd. Een

spruitstuk met scheuren zal de nieuwe turbo kunnen beschadigen.

Controleer dit daarom zorgvuldig.

8 Verwijder alle afstoppingen:

De turbo heeft afstopkappen gemonteerd gekregen zodat er tijdens

de verzending geen vreemde voorwerpen in kunnen komen. De

kappen dienen allemaal te worden verwijderd, met als belangrijkste

de olie-aanvoerplug.

9 Controleer de olieaanvoer:

Vul de turbo met olie. Monteer vervolgens de olie-aanvoer en zorg

dat er geen vuil in het lagerhuis van de turbo terecht kan komen.

Start de motor gedurende één minuut zonder dat deze aanslaat.

Laat de motor vervolgens vijf tot tien minuten stationair draaien.

10 Controleer de verbindingen:

Voer tijdens het testen langzaam het toerental van de motor op en

controleer alle verbindingen op eventuele lekkages. Bij een warme

motor dienen alle boutverbindingen te worden nagetrokken.

11 Controleer de turbodruk:

De turbodruk dient te worden gecontroleerd aan de hand van een

turbodrukmeter, leverbaar uit het Turbo World assortiment.

De afstelling van de actuator is al gedaan in de Turbo World

werkplaats.

Turbo Handboek9. QUALITY CHECKLIST40 41

Turbo World levert gereviseerde turbochargers voor iedertype motor. De werkplaats kent vier gespecialiseerde disciplines: reiniging, oppervlaktebehandeling, controle enbalanceren. Deze vier specialismen zorgen er voor dat degereviseerde turbocharger de kwaliteit van een nieuweturbo evenaart of zelfs overstijgt.

Immers, tijdens de fabrieksmatige productie worden de delen

slechts binnen vastgestelde marges en toleranties in serie

vervaardigd, zonder specifieke aandacht voor ieder onderdeel

afzonderlijk. Dat gaat niet op voor de revisie van een turbo, waar

elk onderdeel met grote precisie op haar toleranties wordt

gecontroleerd. Een gereviseerde turbocharger voldoet dan ook veel

meer aan de ideale fabrieksmatige maatvoering dan een

serieproduct.

Het reinigingsprocesBij binnenkomst wordt de turbo gedemonteerd en geanalyseerd.

Vervolgens worden de onderdelen grondig gereinigd (foto 10.1).

Hiervoor worden een speciale wasmachine en een industriële oven

gebruikt. Dit reinigingsproces komt de kwaliteit van onderdelen zoals

lagerhuizen en turbine-assen ten goede. De reden hiervoor ligt in het

feit dat er minder intensief gebruik gemaakt hoeft te worden van het

volgende proces, namelijk de oppervlaktebehandeling. Dit proces kan

namelijk een afwijking in de maatvoering teweeg brengen die tot pro-

blemen zal leiden.

Het oppervlaktebehandelingsprocesDe gietijzeren onderdelen worden automatisch gestraald met een

sterke straalkorrel. Voor de aluminium onderdelen maken we

gebruik van een andere straalmachine waarbij gewerkt wordt met

een keramische glasparel (foto 10.2). Het lagerhuis krijgt nog een

nabehandeling in de vorm van een ultrasoon reinigingsbad om er

zeker van te zijn dat er geen vuil achterblijft. Ter afsluiting worden

alle onderdelen ingevet om roestvorming te voorkomen, waarna

ze naar het volgende proces in de geavanceerde werkplaats

worden geleid.

Turbo Handboek10. IN DE WERKPLAATS42

10.2 Straalmachine

10.1 Reinigingsproces

43

Wist u dat……een motor die in slechte conditie verkeert carterdruk

heeft en dat daardoor de oliedruk in de turbo op kan

lopen? En dat dit gegarandeerd tot olielekkage in de turbo

zal leiden?

Wist u dat……aanpassingen aan een turbo niet bevorderlijk zijn voor

de levensduur ervan? Het rijden met verhoogde turbodruk

kan leiden tot schade aan de lagering van de turbo.

Het controleprocesDe turbine-as dient gecontroleerd te worden op rechtheid alvorens

hij gemonteerd kan worden in het binnenwerk van een turbo.

Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een rechtheidmeter. De lager-

plaatsen van de turbine-as en het lagerhuis van de turbo

worden met behulp van handmeetgereedschap nagemeten of deze

inderdaad binnen de toegestane toleranties vallen (foto 10.3).

Het balanceerprocesHet balanceren is één van de belangrijkste onderdelen van het revi-

seren van een turbo. De reden hiervoor is eenvoudig, aangezien de

toerentallen die een moderne turbo behaalt inmiddels boven de

220.000 toeren per minuut uit komen. Iedere vorm van onbalans bij

die toerentallen leidt op termijn of per direct tot grote schade bin-

nenin de turbocharger.

Voor het balanceren van turbo’s is het heel belangrijk om de wielen

goed dynamisch te balanceren. Dat wil zeggen: met twee correctie-

vlakken. Elk component dient apart gebalanceerd te worden.

Hiervoor maken wij gebruik van een Schenck balanceermachine

(foto 10.4). Vervolgens dienen de onderdelen zodanig gemonteerd te

worden dat de turbo een draaiend geheel is geworden. Omdat de

toegevoegde onderdelen niet allemaal individueel zijn gebalan-

ceerd, is er reden genoeg om het draaiende gedeelte van de turbo

als geheel nogmaals te balanceren met behulp van een binnenwerk

balanceermachine (foto 10.5). Als laatste controleren we de turbo-

chargers op eventuele vibraties die tot een overmatig geluid leiden.

Dit wordt gecontroleerd bij het toerental zoals dit ook op de motor

behaald wordt. Dit is een ideale eindtest voordat u de gereviseerde

turbo op de motor monteert. Hiervoor maken wij gebruik van een

Vibration Sorting Rig (foto 10.6), een door grote turbofabrikanten

verplicht gestelde machine.

Als een turbo door de eindcontrole heen komt, is deze op en top in

orde. Met name de uiterst nauwkeurige balanceerprocessen zorgen

ervoor dat er geen enkel detail over het hoofd wordt gezien. Na het

balanceren wordt vervolgens de ruimte op de lagers van het

binnenwerk gecontroleerd en deze ruimte wordt geverifieerd met

de gegevens van de turbofabrikant, waarna de turbo verder wordt

afgebouwd. Als laatste wordt de actuator afgesteld volgens de

fabriekswaarden.

Turbo Handboek10. IN DE WERKPLAATS44 45

10.3 Controleproces

10.4 Schenck balanceermachine

10.6 Vibration Sorting Rig

10.5 Binnenwerk balanceermachine

Multiple choice test

Vraag 1. Hoe werkt een turbo?

A. Het inspuiten van extra brandstof veroorzaakt een turbine-effect,

waardoor de motor beter draait.

B. Het inbrengen van extra lucht en brandstof heeft een hoger

motorvermogen tot gevolg.

C. Het inbrengen van gecomprimeerde lucht zorgt voor een betere

verbranding en meer vermogen.

D. Het turbinewiel ‘mixt’ de lucht en brandstof, met als gevolg een

betere verbranding.

Vraag 2. In welke periode ontstond de eerste turbo?

A. Net voor het begin van de 20e eeuw, voor het jaar 1900.

B. Tussen de beide Wereldoorlogen in, met de opkomst van

de benzinemotor.

C. Direct na de Tweede Wereldoorlog.

D. In de vijftiger jaren door de steeds populairder wordende Formule

1 autosport.

Vraag 3. Noem vier voordelen van een turbocompressor.

A. Meer motorvermogen, effectiever verbrandingsproces, lagere

emissie, gunstiger gewichts- en vermogensverhouding.

B. Meer motorvermogen, minder motorslijtage, lagere emissie,

gunstiger gewichts- en vermogensverhouding.

C. Meer motorvermogen bij hoge toerentallen, effectiever verbran-

dingsproces, lagere emissie, gunstiger gewichts- en vermogensver-

houding.

D. Meer motorvermogen bij lage toerentallen, effectiever verbran-

dingsproces, lagere emissie, gunstiger gewichts- en vermogensver-

houding.

Vraag 4. Waarmee kan de lucht na de turbo wordengekoeld?

A. Door de lagere temperatuur van de buitenlucht.

B. Door smeerolie.

C. Door een intercooler.

D. Antwoorden B en C zijn beide goed.

Vraag 5. Wat is de reden dat de koelvloeistofpomp en oliepomp meestal nog even doorwerken na het afzetten van een motor met turbo?

A. De nog aanwezige smering beschermt de lagers.

B. Dat is nodig voor het leegpompen van de leidingen.

C. Voor warmteafvoer van de turbo en ter voorkoming van materi-

aalspanningen.

D. Antwoorden B en C zijn beide goed.

Vraag 6. Welke maatregel voorkomt beschadigingenaan de lagering van de turbo?

A. Na een koude start niet meteen gas geven, zodat olie kan worden

aangevoerd en metaalcontact wordt voorkomen.

B. Na een lange of heftige rit niet meteen de motor uitzetten, omdat

anders de oliedruk wegvalt en er slijtage door metaalcontact

kan ontstaan.

C. De motor even stationair laten draaien, zodat het turbinehuis kan

temperen en de motorolie thermisch minder wordt belast om

‘verkolen’ te voorkomen.

D. Regelmatig – bij voorkeur eens per maand – onderhoud plegen

met daarvoor geschikte olie.

Vraag 7. Wat wordt verstaan onder het ‘turbogat’?

A. De diameter van het binnenwerk van het lagerhuis.

B. Het verschijnsel dat een turbo pas echt begint te werken bij een

bepaald toerental.

C. De ruimte onder de motorkap waar de turbo van fabriekswege

dient te worden geplaatst.

D. De grenzen van de modificatiemogelijkheden voor het zelf

opvoeren van een turbo.

Vraag 8. Aluminium wordt niet gebruikt voor turbine-assen omdat:

A. Het niet sterk genoeg is om beschadigingen door vreemde

voorwerpen te verwerken.

B. Het niet in de juiste vorm gegoten kan worden.

C. Het zou smelten bij de gangbare uitlaatgastemperaturen in

een turbo

D. Niemand het nog geprobeerd heeft.

Turbo Handboek11. DOE DE TURBO-TEST46 47

Vraag 9. Welke van de volgende beweringen overelektronische actuators is niet correct?

A. Deze actuator controleert de positie van de variabele vanen.

B. Deze actuator zorgt voor betere controle op de turbodruk en de

snelheid van de turbine-as.

C. Deze actuator communiceert met het motormanagement

D. Deze actuator wordt gebruikt op zowel dieselmotoren als benzi-

nemotoren.

Vraag 10. Het voordeel van een variabele turbo tenopzichte van een gewone turbo is:

A. Een snellere bediening van de variabele vanen in turbochargers.

B. Dat de turbo een meer complex geheel is geworden.

C. Het gebruik van beweegbare vanen om zodoende de inlaat van

de turbo te kunnen variëren.

D. Het verzorgen van meer turbodruk in alleen het lagere motoren-

toerental.

Turbo Handboek11. DOE DE TURBO-TEST48

1c 2a 3a 4c 5d 6b 7b 8c 9d 10c

Antwoorden