Hoe werkt een twin-scroll turbo?

Nu turboladers door iedereen gebruikt worden, even een overzicht van het hoe en wat. Uitlaatgassen uit elke cilinder worden een spiraalvormige pijp in geleid – de ‘scroll’ – om een turbinewiel aan te zwengelen. Aan dezelfde as van dat systeem, maar in een aparte behuizing, zit een ander wiel (de compressor) waarlangs de inlaatlucht wordt gestuurd. Het ronddraaien van deze compressor stuwt meer lucht de motor in, waar deze zich met meer brandstof vermengt en zo meer kracht oplevert. Meer lees je hier: hoe werkt een turbo>

Het punt is: bij een viercilinder met een conventionele single-scroll turbo komen alle vier de uitlaattrajecten samen om de turbo te voeden. Bedenk hierbij dat uitlaatgassen niet als een constante, vloeiende stroom worden aangeleverd; het zijn pulserende hoeveelheden gas die bij elke tweede slag die een zuiger omhoog maakt, naar buiten worden gestuwd. Deze ‘pufjes’ uit alle vier de cilinders worden met elkaar vermengd voor ze bij de turbo aankomen, en kunnen elkaar ook in de weg zitten, als bij de pijpen van een orgel.

Wat is het probleem?

Het kan betekenen dat er kortstondig sprake is van tegendruk op het precieze moment dat de uitlaatkleppen van een bepaalde cilinder zich openen. Dit betekent dat de motor niet altijd al zijn uitlaatgassen kwijt kan, en daardoor soms minder schone lucht naar binnen kan zuigen. Het betekent ook dat de turbine minder uitlaatgassen krijgt aangeleverd, en dus de compressor minder effectief kan aandrijven.

Hoe los je dat op?

Door het uitlaatspruitstuk in tweeën te splitsen met een twin-scroll turbo, is dit probleem grotendeels op te lossen. Cilinders waarin de ontbranding met 360 graden verschil plaatsvindt, delen in deze opzet hetzelfde spruitstuk; bij de gebruikelijke ontbrandingsvolgorde 1-3-4-2 gaat cilinder 1 samen met 4, en 3 met 2. Dan is bijvoorbeeld het gas uit cilinder 1 al verdwenen voordat cilinder 4 zijn uitlaatkleppen opent. De twee aparte spruitstukken leveren hun gassen gescheiden aan, door de scroll, tot aan het turbinewiel.

En wat is daar het voordeel van?

Met minder tegendruk in het spruitstuk ademt de motor vrijer en kan de turbo effectiever opspoelen. Dat betekent een kleiner turbogat en meer vermogen. Daarnaast kunnen de ingenieurs spelen met overlappende kleppen en ontstekingstiming, waardoor de efficiëntie verder verbeterd kan worden. Maar hoe die voordelen precies bereikt worden, valt niet op deze pagina te passen – of in ons niet al te ruim bemeten brein.

Het vergroot dus de efficiency en verkleint het turbogat een beetje. Het nadeel van een twin-scroll turbo is dat het duur en enorm lastig is om te maken.