Wat is een elektrische turbo?

Auteur: , 47 Reacties

Er zijn van die fenomenen waar je lange tijd niet van hoort, maar die dan plotseling overal opduiken. De elektrische turbo is er één van. Maar wat is het eigenlijk, en waarom wil iedereen het opeens gebruiken?

Turbo of compressor?

Laten we allereerst een veelgemaakt misverstand uit de weg ruimen: mede door Mercedes’ voormalige Kompressor-modellen (met supercharger) zijn velen het woord compressor als synoniem voor supercharger gaan gebruiken. Echter: ‘compressor’ betekent niets anders dan het onder druk vullen van cilinders. Een turbolader is dus ook een compressor.

Achter de schermen wordt al jaren aan een elektrische turbo gewerkt. Audi kondigde zijn elektrisch biturbo in 2012 aan, maar wellicht nog meer dan in andere bedrijfstakken met een moordende concurrentie loert men in de automotive naar elkaar. Dit zagen we al bij de ‘lichtrevoluties‘ (matrix beam- en lasertechnologie), en het komt nu ook bij de elektrische turbo naar voren: de tijd is rijp, men wil niet achterlopen op de concurrentie, en dus lijkt de tijd nu rijp voor een push van diverse fabrikanten.

Geen uitlaatgas, maar een elektromotor

Bij een traditionele turbo wordt een klein schoepenwiel aangedreven door uitlaatgassen, met snelheden die oplopen tot zo’n 100.000 tpm. Het nadeel van deze constructie is dat het altijd even duurt voordat deze opspoelt, het befaamde ‘turbogat’. Afhankelijk van de grootte en het aantal turbo’s is dit in verschillende toerenbereiken af te vangen, maar in de laagste toerenregionen blijf je lag houden.

Bij een elektrische turbo zet een kleine extra elektromotor de turbo in beweging. Hierdoor hoeft er niet gewacht te worden op luchtstromen uit de uitlaat, maar spint het wiel door een stroomstoot meteen op tot een operationeel toerental. Zie het als een kleinere versie van de hybride hypercars van tegenwoordig: deze hebben grote elektromotoren die direct op de as liggen, en de gaten in de acceleratie vanuit stilstand en bij lage toerentallen opvullen. Bij de elektrische turbo gaat het vermogen niet direct naar de assen, maar loopt dit via de motor.

Locatie van de elektrische turbo

Verschillende fabrikanten zullen verschillende methodes toepassen, maar doorgaans bevindt de elektrische turbo zich buiten het intercoolertraject. Wanneer de auto op stoom is, is hij immers niet nodig, en zou hij alleen maar in de weg zitten. Middels een bypassklep wordt hij buitenspel gezet. Zodra hij nodig is sluit de klep, en wordt de elektrische turbo onderdeel van het circulatietraject.

e-turbo

De traditionele turbolader wordt door fabrikanten steeds meer ‘in het blok’ (binnen de cilinderbanken, bovenaan) geplaatst, wat een compactere bouw mogelijk maakt, maar ook ruimte biedt aan toevoegingen als een elektrische turbo. Een bijkomend voordeel van de afstand tussen beide turbo’s is dat het elektrische exemplaar niet in de hitte van de uitlaatturbo zit.

Wie gaat het allemaal toepassen?

Als gezegd: alle fabrikanten loeren constant naar elkaar. Audi heeft er, in het kader van zijn 25-jarige TDI-feestje dit jaar, het meest uitgebreid over gedocumenteerd.

De Duitsers hebben een tweetal motorconcepten gemaakt: allereerst in de vorm van de RS5 TDI, waarbij de elektrische turbo de uit de SQ5 en nieuwe A7 bekende Biturbo TDI-motor (met 2 in serie geplaatste traditionele turbo’s) assisteert. Bij het tweede motorconcept assisteert de elektrische turbo een 3.0 V6 TDI monoturbo, dezelfde motor die onlangs met vermogens van 218 en 272 pk werd aangekondigd.

Audi RS5 TDI

Naar verluidt gaan we bij Audi de eerste praktische toepassing zien in een Audi SQ7, die momenteel zijn testrondjes over de Nordschleife draait. Een afbeelding van de e-turbo vind je hier.

De overige fabrikanten zijn iets minder open, maar er gaan geruchten dat Ferrari werkt aan een motor die een supercharger en een elektrische turbo met elkaar combineert. Daarnaast heeft AMG al aangegeven elektrische turbo’s te overwegen.

Hieronder beeldmateriaal van Audi’s e-turboproject, met zowel de mono- als de biturbo.



47 reacties

Duidelijk verhaal smoke.

Een elektrische turbo kan je trouwens al jaren gewoon bij de Blooker kopen, noemen ze een Föhn..

Oh, ik mis de advertorial tag, of geld dat niet voor de hoofdsponsor..
har, har, har. Als BMW of Mercedes ons met beeldmateriaal had overlanden, dan hadden we dat gebruikt. Maar ’t was Audi, dus krijgen ze hier ook de airplay. Zo werkt dat.
@sir_smokalot:
Yep, maar dan gaat hier een bepaalde groep janken dat het reclame is.
Dus dacht ik, laat ik dat ook eens doen, al is het maar om te laten voelen hoe irritant dat is.
Wat mij betreft moet je gewoon kunnen schrijven wat je wilt zonder dat eeuwige gejammer.
@tupperware: Helaas, zo’n ding levert geen druk, maar blaas alleen wat warme lucht. Zie ook:
https://www.youtube.com/watch?v=cbGWgvJN1_8
Dit zit inderdaad op het randje van reclame, Maar dan nog net aan de goede kant.
Elektrische turbo door Audi?. Houdt maar op wordt niks, collega zijn spik splinter nieuwe TT doet het alweer niet!. ANWB zei vanochtend: Elektronica is een regelrechte ramp met deze auto’s.
@Sracerr: je weet wat de grote baas van VAG gezegd heeft: “We moeten meer winst gaan maken. Dit gaan we onder andere bereiken door te besparen op de ontwikkelingskosten en een betere efficiency.”

Voel je hem.. besparen op de ontwikkelingskosten.. wat is er nou makkelijker om je klantenbestand in de praktijk de kinderziekten er uit te laten halen…….
@Freewarefreak: voor je onzin roept. De volkswagen groep is een van de grootste investeerders in nieuwe ontwikkelingen in de wereld. Ruim 5 miljard in pure R&D alleen dit jaar. Met gebouwen en productie ruim 30 miljard.

http://annualreport2012.volkswagenag.com/managementreport/reportonexpecteddevelopments/strategy/investmentandfinancialplanning.html
Desalniettemin zal Audi wel blij zijn met dit artikel.
Voor mij is dit niet helemaal kloppend: “Hierdoor hoeft er niet gewacht te worden op luchtstromen uit de uitlaat, maar spint het wiel door een stroomstoot meteen op tot een operationeel toerental.” hieruit zou je kunnen opmaken dat de gewone Turbo een elektrische add-on heeft die hem al doet draaien om zo het turbo-gat te dichten.
Dit is echter niet het geval, er zit gewoon een blazer in de toevoerlijn die de druk verhoogd aan de turbo intake en daardoor gaat de de gewone-Turbo eerder draaien. Tenminste dit is wat ik uit de plaatjes opmaak.
@kjeld: ja klopt , maar voor een hoge prestatie heb je ook een hoge druk nodig , dus een hoge toerental.
Bıj een elektriche is dit dan niet noodzakelijk.
De algemene trend in de techniek is de elektrificatie van alles. Je moet maar eens een locomotief uit de jaren zeventig bekijken. Alle ventilatoren, pompjes worden allemaal aangedreven door oneindig veel riempjes en kettingen. Nu heeft alles gewoon een eigen elektromotor. Kan je dingen in en uitschakelen wanneer nodig en veel betrouwbaarder. Ook de ontwerpvrijheid is groter en dus algeheel goedkoper.

Een automotor is niet anders, na de elektrisch turbo krijgen we waarschijnlijk de race om de eerste te zijn met elektrisch kleppen. Men is ook bezig met de elektrische aircopomp en bij veel merken is de stuurbekrachtiging ook elektrisch en niet langer een hyrdraulisch.
@endofline: Ooit een artikel over gelezen door hoofd ontwikkeling bij Benz die hetzelfde zijn. Het wegstappen van de riempjes, poulies e.d. spaart gewicht en verhoogt rendement van de motoren.
@endofline: bij een Prius is dat al het geval. Airco is daar elektrisch net zoals stuur bekrachtiging.
Ik moet zeggen dat het niet eens zo ingewikkeld klinkt. Maar ja het zal in de praktijk wel iets lastiger zijn als ze er al jaren mee bezig zijn.

+ Ik dacht eigenlijk dat ze een soort hybrid-turbocharger gingen maken die direct de turbo aandreef.
Het moeilijkste lijkt mij eigenlijk nog de stroom opwekken en opslaan.

Maar ik ben benieuwd.
@reistje: Mbt die laatste zin, schijnt een capcitator een oplossing te zijn, goed voor kortstondige opslag en licht.
Marketingtechnisch probleempje : in sommige markten heet het al een hoax te zijn : http://www.wildweasel.ca/HowTo/Auto/eTurbo.aspx
@heidekonijn: Valt wel mee, de elektrische turbo van Audi zorgt ervoor dat de reguliere turbo op een specifiek toerental gebracht wordt. De turbo waaraan jij refereert zou vermoedelijk voor extra boost moeten zorgen zonder tussenkomst van een echter turbo (en intercooler e.d.)
Het principe werkt dus net eventjes iets anders.
@ardonjr: in principe kan je door op hoge snelheid lucht in een blok te blazen er meer vermogen uit halen. Bij Roadkill hebben ze dat met meen ik 5 bladblazers getest: http://youtu.be/U81_0waqEWA.
Zo’n cheapass elektro turbo bouwt veel te weinig druk op om daadwerkelijk meer vermogen te leveren: http://youtu.be/cbGWgvJN1_8
@ardonjr: Het principe waar ik naar verwijs heeft niets te maken met de werking van de turbo, maar met de informatie en meningen die al enige tijd rond het web gaan.
Een “turbo” slaat meestal op drukvulling mbv een door een turbine aangedreven compressor, daarom kun je een “elektrische turbo” beter een “elektrische compressor” noemen want dat dekt de lading beter.
Als ik kijk naar deze afbeelding: http://www.autoblog.nl/gallery/Audi/0_Divers/Audi_e-turbo/Audi-e-turbo-002.jpg
Dan blijkt ook dat er een extra accu geplaatst moet worden van 48 volt, extra gewicht iemand?
Je krijgt dan dus twee electronica systemen door je auto lopen. Dan maar hopen dat je je aftermarket spulletjes niet op het verkeerde boordnet aansluit :P
@ardonjr: voorlopig is dat idd zo. Goed gezien. Men kijkt naar 48volt met converteren voor “oude” 12 volt spullen aangezien 12v niet genoeg is voor de elektrische turbo (nog niet?). Dan vervalt een 12v circuit grotendeels.
En weg is mijn interesse. Het zal vast (uiteindelijk) goed werken, maar een echt interessant concept vind ik het niet. Gelukkig is het wel een vrij simpel systeem en dus waarschijnlijk makkelijk te repareren.
Formule 1 doet dat een stuk slimmer.
Mercedes heeft zelfs de koude en hete kant van de turbo gesplitst en een electromotor/generator tussen beide dele in geplaatst, met een koppeling zodat aleen de koude kant van de turbo aangedreven wordt:
http://www.formula1.com/news/technical/2014/0/1176.html
Dit systeem zorgt er ook voor dat er geen extra blower hoeft te worden geinstalleerd.
Mij verbaast het vooral dat niet meer fabrikanten hiermee aan de slag gaan.
@n54coupe: Zal wel een prijstechnisch dingetje zijn. Standaard turbo’s zijn natuurlijk een stuk goedkoper op het moment dan gesplitste varianten.
Wel een mooi artikel
Dus de uitlaatgassen kunnen vrij door de uitlaat stromen, das goed nieuws voor liefhebbers van geluid.
Zonde dat ze dan al die moeite in hun tfsi gestoken hebben.

Dit was altijd al de toekomst, en het had er al 10 jaar moeten zijn.

Overigens goed stuk tekst smoke, zo zie ik er graag meer.
Ik ben ook voor meer van dit soort technische info, vind het altijd interessant om te lezen, hoewel ik bij zo’n plaatje het dan nog niet helemaal voor me zie hoe het werkt. Of beter gezegd ik snap het allemaal wel in theorie maar ik moet wat meer ervaring opdoen met zelf sleutelen aan motoren daar schort het nog wat aan voor wat betreft mijn autonerd skillz.

Dat volkswagen Audi hier vooralsnog de credits krijgt vind ik wel te pruimen als ze dan ook daadwerkelijk deze techniek dadelijk als eerste op de markt krijgen, credit where credit’s due. Mag ook wel een keer dat de slogan voorsprong door techniek eindelijk weer eens wat inhoud krijgt ;)
Zo te zien zijn het twee radiale compressoren in serie. De eerste is een traditionele turbo (dus door een turbine aangedreven) en stroomafwaarts, na de intercooler, een tweede, die door een elektromotor wordt aangedreven. Ik vind het bijzonder dat de tweede compressor nog een bypass valve heeft. Lijkt me dat je met een elektrisch aangedreven compressor complete vrijheid hebt . Bovendien ligt de compressor wel erg ver van het blok verwijderd. Dit soort snel draaiende elektrische motoren zijn meestal permanent magneet motoren en bij hoge temperaturen verliezen de magneten hun magnetische sterkte. (Heb op die manier al een Dremel om zeep geholpen). Lijkt me ook alleen bij een diesel mogelijk, omdat je daar geen klopgrens hebt en de druk heel hoog kunt laten oplopen.
LETOP: Turbo staat voor turbine, het deel wat druk en temp omzet in bewegingsenergie. een compressor is een verdichter die bewegingsenergie omzet in druk en temp verhoging. een elektrische turbo is dus een dynamo en een elektrische compressor is gewoon een elektrische compressor. Stop alstublieft met het foutief gebruiken van de betekenis van de woorden, dit is 1e jaars basiskennis werktuigbouwkunde, motortechiek, scheepvaart vrachtwagentechniek etc. Jullie hebben geen idee hoe belachelijk deze misvattingen klinken. Elektrische compressors worden toegepast om het lage toeren gat op te vullen als de turbocompressor nog weinig druk maakt. dit werkt uiteraard net zo goed op een motor zonder turbo bij lage toeren meer koppel te geven. Het werkt nog mooier om in combinatie met een energieterugwin systeem power on demand te kunnen vragen doormiddel van de elektrische compressor, bijvoorbeeld bij het optrekken.
@pinooooo: Ik heb echter nooit werktuigbouwkunde gestudeerd…

Dat de e-turbo meer een door paarse broeken verzonnen marketingterm is werd me al duidelijk. Aan de andere kant: afgezien van de aandrijving ervan (uitlaatgas vs e-compressor), op welke vlakken verschillen de twee drukvulmethoden van elkaar?
ik heb bovenstaande 3 jaar geleden ook al eens aangekaart onder het volgende artikel.

http://www.autoblog.nl/archive/2011/07/07/nieuwe-bmw-m3-krijgt-6-cilinder-met-3-turbos

sterker nog dit is mijn 2e, vrijwel identieke reactie
Leuk en technisch geschreven verhaal. Altijd interessant.

@sracerr: mijn collega heeft net 1.500.000 km met zn TT gerond. Geen enkel probleem. Nu jij weer….
@gearhead:
1,5 miljoen km in een TT die net op de markt is???
http://www.louishagemann.nl/wordpress/wp-content/uploads/2010/08/pinokkio-300x224.png
Sterk verhaal, erg geloofwaardig ook.
Zowiezo kost een electrische turbo die voldoende druk kan opbouwen zoveel stroom dat de accu binnen 30 seconden leeg is.
@schuimbekje3: idd indien men alle turbodruk zou opbouwen met elektrische energie dan zou men het volledige elektrische systeem moeten herbekijken. Daarom is deze tussenoplossing met een mechanische en elektrische turbo mooi. De elektrische turbo heeft assistentie bij boost momenten bij lage toeren.
Interessant stuk tekst Smoke, leuk om zo weer eens een nieuw stukje techniek aan het licht te brengen. Zo zie ik ze graag vaker!
Graag gedaan :) Kwam voort uit eigen interesse, omdat ik tot vandaag niet precies kon duiden wat een e-turbo is als je het me had gevraagd. En dat terwijl het plotseling wel overal langs komt.
@sir_smokalot: niet te verwarren met een e-sigaret..
Turbo is geen compressor..
Hoe zou jij het onder druk vullen van lucht in cilinders dan noemen? En de algemeen geaccepteerde term turbocompressor (naast turbolader)?
@sir_smokalot: turbo naar turbine ,het aanjagen van wind,een compressor wordt aangedreven door motor ,een turbo niet.
Dit had ik eigenlijk wel eerder verwacht..als je ziet hoeveel turbo’s er sneuvelen door (matige,verkeerde,oude) oliesmering.
Van de andere kant trouwens ze moeten eerst van de voorraad turbo’s af haha
rickesclusivo via iPhone app
-edit: nutteloze bijdrage-

Geef een reactie:

Je moet ingelogd zijn om reacties te posten, registreren kan HIER (ook via Facebook).