Een auto, sportwagen, vrachtwagen, trein, vliegtuig of zelfs een motor voor bouwmachines hebben allemaal één ding gemeen: ze lopen op motoren. Om hun prestaties op het gebied van vermogen te verbeteren, hebben autofabrikanten zich allemaal voorbereid om in de strijd van pk's te springen. Om het brandstofverbruik te verhogen en het motorvermogen te vergroten, werden de ongeëvenaarde turbolader en supercharger uitgevonden.
Turbocompressor versus Supercharger
Het verschil tussen turbocompressor en supercharger is dat terwijl een turbocompressor een geforceerd inductiesysteem is dat de kracht van uitlaatgassen gebruikt om de atmosferische lucht te comprimeren en deze naar de verbrandingskamer te sturen, een supercharger ook een geforceerd inductiesysteem is dat door een motor wordt aangedreven, wat betekent dat het mechanisch loopt met behulp van een riem, ketting of as die rechtstreeks is gekoppeld aan de krukas van de motor.
Een turbocompressor is als een turbine die uitlaatgassen gebruikt om de atmosferische lucht te comprimeren en de lucht naar de verbrandingskamer te sturen, waardoor de prestaties van de motor worden verbeterd. In plaats van de uitlaatgassen die uit de verbrandingskamer worden verdreven, te verspillen, gebruikt een turbocompressor deze met behulp van drie ventilatoren, waarvan er twee zich op dezelfde as bevinden en de andere in de inlaat van de auto die de lucht in de motor trekt.
Een supercharger wordt vaak gebruikt in sportwagens. Het werkt mechanisch en verhoogt de dichtheid en luchtdruk die de motor binnenkomt. Hoe meer lucht de motor binnenkomt, hoe meer vermogen wordt opgewekt. Een supercharger heeft een riem, ketting of as die is verbonden met de krukas van de motor en zijn primaire functie is om het uitgangsvermogen te vergroten.
Vergelijking tussen turbocompressor en supercharger
| Parameters van vergelijking: | Turbolader | Supercharger |
| Bron van energie | Een turbocompressor gebruikt de uitgestoten uitlaatgassen voor energie | Een supercharger is verbonden met de krukas van de motor om energie af te leiden |
| Draaisnelheid | Hij draait tot een snelheid van 150000 rpm | Hij draait tot een snelheid van 50000 rpm |
| Geluidsemissie | De geluidsemissie is lager dan een supercharger | De geluidsemissie is meer dan een turbocompressor |
| Persluchttemperatuur | De temperatuur van de perslucht is vrij hoog in een turbocompressor | De perslucht is op een lagere temperatuur |
| Rotatie van de compressor | De turbine roteert de compressor | In een supercharger is een riem verbonden met de krukas van de motor, en deze motorkrukas laat de compressor draaien. |
Wat is een turbolader?
Een turbocompressor is een geforceerd inductiesysteem dat gebruikmaakt van de kracht van de uitlaatgassen die door de verbrandingskamer worden uitgestoten en de prestaties van de motor verbetert.
De geschiedenis van turbocompressoren gaat terug tot de jaren 1800 toen Gottlieb Daimler experimenteerde met geforceerde inductie. Het was in 1905 toen een Zwitserse ingenieur, Alfred Buchi, zijn auto-powerbooster patenteerde. Daarna werden soortgelijke prototypes gebruikt in vliegtuigen, dieselschepen en voertuigen. Tests hebben aangetoond dat deze motoruitbreidingen het vermogen kunnen verhogen, de uitstoot kunnen verminderen en het brandstofverbruik kunnen verbeteren.
Een turbocompressor bestaat uit twee ventilatoren die zich op dezelfde as bevinden. Eén ventilator bevindt zich op het pad van de uitgedreven uitlaatgassen uit de verbrandingskamer. De uitlaatgassen die eruit komen, starten de waaier, die op zijn beurt de andere ventilator op de as laat draaien. Er is ook een derde ventilator die zich in de luchtinlaat van de auto bevindt, en het is de aandrijving van deze ventilator die de lucht in de motor trekt.
De lucht die in de motor wordt gezogen, is gecomprimeerd en warm. Daarom is het minder dik. Een warmtewisselaar koelt de lucht voordat deze de cilinders ingaat.
De functionaliteit van een turbocompressor kan worden omschreven als cyclisch. Dit komt doordat de uitlaatgassen de turbines doen draaien, die meer lucht aanzuigen. Deze lucht zuigt op zijn beurt meer brandstof aan en wanneer de brandstof verbrandt, produceert het uitlaatgassen - dit is een continu proces.
Er is smogveranderende apparatuur in een turbo die helpt bij het verlagen van de CO2-uitstoot.
Een turbocompressor vraagt veel onderhoud en loopt soms vertraging op door de discontinue toevoer van energie.
Wat is Supercharger?
Een supercharger is een geforceerd inductiesysteem dat veel voorkomt in sportwagens. Het loopt mechanisch met een riem, ketting of as die is verbonden met de krukas van de motor. Als luchtcompressor is zijn primaire rol het verhogen van de dichtheid en de luchtdruk die de motor binnenkomt.
Het eerste prototype van een supercharger werd rond 1849 gemaakt door G. Jones uit Birmingham. Het werd gepatenteerd door de Root Brothers in 1860. In 1885 patenteerde Gottlieb Daimler de supercharger die hij in een verbrandingsmotor gebruikte. In 1902 nam Louis Renault het patent voor de centrifugale supercharger. De uitgevoerde tests hebben aangetoond dat een supercharger die in een raceauto is geïnstalleerd, zijn vermogen enorm kan vergroten. Mercedes werd in de jaren twintig het eerste autobedrijf dat een reeks voertuigen met de supercharger produceerde.
Een supercharger werkt als een basisverbrandingsmotor waarbij de lucht en de brandstof zich in een verbrandingskamer vermengen en de zuiger doen bewegen. Hoe meer brandstof en lucht er wordt verbrand, hoe meer vermogen. Maar een supercharger zorgt voor meer perslucht.
Er zijn drie typen aanjagers: het worteltype, de dubbelschroefs aanjager en de centrifugale aanjager.
Mercedes heeft met succes een elektrische supercharger ontwikkeld die niet meer afhankelijk is van de motor.
Een supercharger heeft geen wastegate. Daarom is de smog-emissie hoog. Het is ook luider dan een turbo.
De temperatuur van de perslucht in een supercharger is lager en in de meeste gevallen is er geen tussenkoeler nodig. Voor bepaalde soorten superchargers zijn echter tussenkoelers nodig.
Een supercharger is gemakkelijk te onderhouden. Het lijdt aan een verwaarloosbare vertraging omdat er een continue toevoer van energie is door de krukas.
Belangrijkste verschillen tussen turbocompressor en supercharger:
Gevolgtrekking
Turbochargers en Superchargers zijn beide geforceerde inductiesystemen die het vermogen van de motor kunnen vergroten en de prestaties kunnen verbeteren. De twee zijn echter verschillend op basis van hun ontwerp, functionaliteit, vermogensafgifte, brandstofverbruik, geluidsemissie, smog-emissie, enz. Dankzij turbocompressoren en superchargers zijn de gewone motoren nu omgevormd tot machines met enorme pk's en efficiëntie.
De meeste Formule 1-raceauto's gebruiken superchargers om de algehele snelheid van het voertuig te verhogen. Turbochargers kunnen voor verschillende doeleinden worden gebruikt. Behalve dat ze worden gebruikt als aanvulling op de motor van een auto, kunnen ze ook worden gebruikt in een door een motor aangedreven constructiegereedschap. Het is dankzij deze twee ontwikkelingen dat de wereld getuige is geweest van de ware essentie van "snelheid".
Referenties
- https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/1999-01-0908/
- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0196890416311463
