Tema: Turbo
Blåsejobben som gjør bilene bedre
Små turbomotorer blåser de selvpustende bensinmotorene ut på bilhistoriens skraphaug – og er samtidig blitt attraktive alternativer til diesel. Hva er det som så brått har skjedd?
I 1905 søkte sveitseren Alfred Büchi patent for sin Gleichdruck- oder Stauaufladung. Skovlene i sneglehuset blir etter hvert kjent som turbo. Det skulle imidlertid gå mange år før det ble fart på sakene. Turbovinden manglet styrke.
Den første lastebilen fikk turbo på 30-tallet. Noen fly fikk turbomotor under krigen. Til biler fant turboen veien først på 60-tallet (Chevrolet Corvair, 1962). Det drøyde ytterligere ti år før BMW som første europeiske merke bygde sin 2002 Turbo. Porsche og Saab fulgte deretter.
Men det tok ikke av med turbo og bensin (det skjedde litt før med diesel).
Ikke før nå. Det vil si, det begynte å ta seg gradvis opp i de første årene etter tusenårsskiftet. Fra rundt 2007 var trenden blitt tydelig. I dag velter bensinturboene inn over oss - veldig mange nye bilmodeller har én eller flere bensinturbomotor i programmet. Og stadig færre tviholder på de selvpustende bensinmotorene. Hva har skjedd i motorrommet i løpet av få år?
Svaret handler først av alt om et krav. Det var det EU som satte. CO2-utslippet skulle ned, hvis ikke ble det truet med bøter (vår regjering satte også mål som samsvarte med EUs, men her var virkemiddelet som vanlig avgifter lagt på forbrukersiden). Dermed måtte bilfabrikkene gjøre noe med bensinmotoren, som rett og slett var for tørst. Svaret fant de i Büchis patent.
Slik virker den
Beskrevet med færrest mulig ord er en turbo en eksosdrevet turbin som driver et kompressorhjul i luftinnsuget. Kompressorhjulet mater frisk luft inn mot sylinderne. Masse luft, for her er det overtrykk, og den fortettede lufta er stappfull av oksygen. En turbo er på sett og vis en oksygenstapper - jobben er å stappe luft inn i sylinderne.
Stapping er bra, for jo mer oksygen det er i sylinderen, desto mer bensin kan brennes, og desto mer kraft skapes.
Men vent...
Da høres det jo ut som en bensinturbo vil bruke mer bensin enn en sugemotor. Det er jo ikke hensikten. Heldigvis er det ikke realiteten lenger heller, noe forbrukstall fra mange testrunder med mange biler har vist oss. De beste bensinturbobilene har forbruk som nærmer seg dieselnivå.
Svaret handler mye om dreiemoment, som er mengden arbeid en motor kan utføre på én omdreining. Med mer luft og mer bensin blir det skapt høyere dreiemoment i sylinderne til en turbomotor. Det betyr at du kan kjøre med lavere turtall enn med en sugemotor - altså samme stykke vei i samme fart på færre omdreininger - og det gir lavere forbruk.
Men hvorfor fikk de ikke til dette før?
De første bensinturbomotorene hadde flere svakheter. De hadde ingen forbruksfordel, og de hadde en forsinkelse fra du tråkket på pedalen og til noe skjedde som virket eviglang. Motorsportlegenden Walter Röhrl spissformulerte det slik: Gi gass i dag, akselererer i morgen.
Den bensindrevne turbomotoren er rett og slett blitt mye bedre. Det er det mange årsaker til.
En moderne bensinturbomotor blir konstruert som nettopp det fra bunnen av - i motsetning til tidligere tiders bensinturboer der turboen ble satt inn der det var plass. Videre er turboene blitt mindre. Det skal mindre eksos til for å få en liten turbo til å snurre enn en stor, ikke minst siden friksjonen i lagrene på akslingen mellom turbin og kompressorhjul samtidig er redusert.
Mindre turbo betyr mindre effekt, men effekttapet blir kompensert på andre måter. Da er vi kommet til moderne elektronikk, som er en svært viktig del av forklaringen på at de nye motorene er mye bedre.
Ikke bare én turbo
Moderne turboer kan for eksempel ha variabel geometri, som betyr at vinkelen på skovlene styres elektronisk slik at effekten blir best mulig ut fra tilgjengelig eksostrykk. Noen har det vi kan kalle totrinnssystemer, der et elektronisk styrt spjeld dirigerer lufta på to ulike måter i innsugssystemet (direkte eller via en loop) for å gi best mulig effekt i ulike turtallsområder. (Ordentlig sterke motorer kan ha to turboer - som regel en liten som virker på lave turtall, en større som sørger for makseffekt.)
Ikke lenger forsinkelse
I tillegg drar turbomotorene fordeler av all annen elektronisk styring som er kommet til i motorrommet. Hvor mye luft og drivstoff som skal slippes inn i sylinderne, akkurat når det skal skje ned til tusendels sekund - presisjonen er langt bedre nå enn for bare få år siden.
Denne utviklingen startet mens bensinmotoren i hovedsak fortsatt var uten turbo, men med turbo blir fordelene forsterket. Derfor er turboforsinkelsen redusert til en «gummistrikk» i gasspedalen, og derfor bruker bensinturbomotorer mindre drivstoff. I hvert fall i hovedsak.
Ikke alltid bra
Testdataene våre viser en klar trend når det gjelder bensinturbo og forbruk. Små og lette biler, grovt sagt til og med kompaktstørrelse, greier seg bra. I biler som på en eller annen måte krever mer kraft, enten det skyldes vekt, luftmotstand eller for eksempel firehjulsdrift, øker forbruket mye. Noen ganger er det såpass høyt at det ikke holder 2013-standard.
Ta for eksempel den rundt 1600 kg tunge Opel Zafira 1,4 Turbo med 140 hk/200 Nm, som trengte 0,82 l/mil i vår faste testrunde. Det er nesten 40 prosent mer enn hva sammenlignbare dieseldrevne biler bruker (at Zafiraen hadde automatgir, holder ikke lenger som unnskyldning). Når bensin i tillegg er dyrere enn diesel, blir ekstrautgiften ved å velge bensin vesentlig.
Men hvorfor så tørst?
Hvorfor er Zafiraen, og flere andre større biler med små bensinturbomotorer, fortsatt tørste?
Det handler om at de små motorene må jobbe hardt hele tida når belastningen blir større. De har lavere dreiemoment enn dieselmotorer, og derfor må de gå på høyere turtall. I Zafiraen kan man føle og høre dette i alle motbakker og ved enhver fartsøkning. Manglende moment må kompenseres med hestekrefter. Hester er tørste når mange av dem stadig vekk må ut i galopp.
Større motor, lavere forbruk
Samtidig finnes det større biler med bensinturbomotor som går rimelig.
BMW 320i med 184 hk, 270 Nm og egenvekt på 1495 kg greide samme runde på 0,61 l/mil (også denne bilen hadde automatgir). BMW-en går hele tiden på svært lav belastning og veldig lavt turtall. Det føles som om den triller uten å ta i. Det gir lavt forbruk, selv om motoren er mye større.
Testdataene våre for et stadig økende antall biler tyder på at vi kan trekke en foreløpig konklusjon: Bensin-turbomotorer bruker lite drivstoff når de er tilstrekkelig sterke i forhold til bilens størrelse og vekt. For liten motor, og forbruket går opp.
Om ikke i laboratorietestene som fastsetter oppgitt forbruk, så i hvert fall i det virkelige liv.
Har de krympede bensinturbomotorene svakheter?
Vi har hørt og lest at turboen i disse motorene lever et så hardt liv at de må byttes i løpet av bilens antatte levetid. Dette er påstander Ole Stefan Nedenes, teknisk sjef hos Peugeot, så langt ikke har sett noe hold i.
Merket har levert biler med slike motorer i rundt fem år, og flere biler har kjørt over 150 000 km. Antall garantisaker som handler om turboen, er null.
VW-konsernets ulike merker var tidlig ute med små bensinturbomotorer. Audis informasjonssjef Marius Tegneby er klar i sin tale: Turboen skal vare i hele bilens levetid.
Å droppe service kan bli kostbart
Men begge understreker én ting: Turboen snurrer i en fart av flere titall tusen omdreininger i minuttet. Da er den avhengig av god smøring. Å følge servicene er viktig. Å unnlate å gjøre det, kan bli svært dyrt.
Når vi sammenligner direkte med diesel, så blir det ikke sett på som sannsynlig at bensinmotoren slik vi kjenner den i dag, skal ta igjen turbodieselens forsprang i dreiemoment.
Bensinmotorer har lavere kompresjonsforhold for å unngå ukontrollert antenning og tenningsbank, og det har stor betydning for momentet. Det betyr at diesel vil være det naturlige valget også i framtiden i store og tunge biler, forutsatt at avgiftssystemet fortsetter å belønne lavt forbruk.
- De vil dø ut
Samtidig har bensinturbomotorene flere fordeler - ikke minst når de settes i de rette bilene. Motorene er små og lette. En liten turbomotor er blitt billigere i produksjon enn en tilsvarende sterk - og dermed betydelig større - selvpustende motor, og også billigere enn en dieselmotor. I de rette modellversjonene er avgiftssystemet snilt mot bensinturboer - i noen tilfeller blir bensinturbo billigere enn en tilsvarende sterk dieselmotor.
Sammenligner vi med diesel, er de små bensinturbomotorene etter vår mening mer komfortable. De støyer mindre, og de har jevnere kraftutvikling over et større turtallsspektrum. Raskere enn diesel er de også. De egner seg bedre til småkjøring fordi de blir raskere varme og gir lavere lokal forurensning når det handler om nitrøse gasser (NOx) og partikler.
Til slutt er spørsmålet hva framtiden vil bringe. Ford gir oss en pekepinn med sin 1-litersturbo. Renault enda en med sin 0,9-liter, og Fiat med en motor som er mindre enn det igjen.
- Selvpustende bensinmotorer dør ut i serieproduserte biler, tror Peugeots motorekspert Ole Stefan Nedenes.
Les også:
De vanligste tabbene på vinterføre