Turbo uitgelegd in eenvoudige basistermen

Om te beginnen heeft een verbrandingsmotor zuurstof nodig. Dat zit in de lucht. De lucht zuigt de motor aan en die wordt met de benzine, diesel of lpg verbrand. Wil je meer prestaties uit dezelfde motor halen of de motor efficiënter (en dus zuiniger) maken, dan heb je meer lucht nodig. Eigenlijk meer dan de motor zelf aan kan zuigen.

Pompje

In de motor gaat de zuiger naar beneden en zuigt lucht aan. Voor meer vermogen wil je meer lucht toevoegen, maar dat gaat niet zo maar. Een pompje kan daarbij helpen: extra lucht in de motor brengen. Dat kan met een turbo. 

Een pompje kun je immers mechanisch of elektrisch aandrijven maar je kunt ook de druk van de uitlaatgassen gebruiken. Die brengt een rotor aan een kant van een as in beweging die aan de andere kant van de as de pomp heeft. In feite is de turbo dus gewoon een compressor. De energie die ze aan de ene kant krijgt van de uitlaatgassen geeft het aan de andere kant aan extra druk. Dat kost natuurlijk wel een beetje energie maar per saldo bereik je een winst die de prestaties verbetert door een betere verbranding.

Meer druk door turbo

Cornelis tekent dat in een grafiek. Bij het aanzuigen als de zuiger naar beneden gaat krijg je een beetje onderdruk en onderaan gaat de zuiger naar boven en bouwt een grotere druk op. Dan krijg je de arbeidsslag met de verbranding. De warme lucht perst de zuiger weer naar beneden. Bij een atmosferische motor is dit een onderdeel van de beweging.

Bij een turbomotor zie je dat bij het aanzuigen al geen sprake hoeft te zijn van onderdruk en vaak al overdruk als de zuiger naar beneden gaat. Dan heb je veel meer lucht dan in eerste instantie. Dat zorgt voor meer lucht om samen te persen. Aan meer lucht kan ook meer brandstof toevoegen wat een grotere verbranding geeft. Daardoor blijft de druk langer hoog. Daarin zit de winst van de turbo. De tegendruk van de uitlaatgassen kost uiteraard wat energie maar de balans van de toevoeging van de turbo is positief.

Meer vermogen of efficiënter

In de beginjaren van de turbo was vooral de vermogenswinst interessant. De grootste toepassing lag bijvoorbeeld in de autosport. Later ging dit over naar sportieve en krachtige modellen.

Later werd het belangrijker dat de motoren efficiënter werden. Immers, door een betere verbranding kun je kleinere motoren gebruiken voor eenzelfde vermogen. Met minder energie krijg je betere prestaties. Vooral bij auto’s die tegenwoordig in groten getale worden verkocht zie je dan ook dat kleine motoren worden gebruikt. Zij zijn krachtig genoeg om vlot door het verkeer te gaan en tegelijkertijd erg zuinig. Door minder cilinders te gebruiken verminder je ook nog eens interne weerstanden zodat je nóg efficiënter om kunt gaan met de kostbare brandstof.