Sekvensiell overlading

Sekvensiell overlading er en metode for trykkladning utviklet for å løse et av de eldste kompromissene i turboteknikken: avveiningen mellom respons ved lavt turtall og kraft ved høyt turtall. En enkelt turbolader dimensjonert for sterk toppeffekt blir gjerne treg ved lave turtall, der det er for lite eksosenergi til å spinne den raskt opp, noe som gir den velkjente følelsen av turbohull. Sekvensielle systemer løser dette ved å bruke to turboladere med ulike egenskaper og sette dem i sving etter hverandre framfor samtidig.

I et typisk oppsett tar en liten turbolader med lav treghet seg av den nedre delen av turtallsområdet. Fordi den er lett og spinner lett opp, gir den skarp gassrespons og brukbart trykk nesten fra tomgang. Etter hvert som turtall og eksosstrøm stiger, kobler et system av reguleringsventiler gradvis inn en andre og større turbolader. Den større enheten kan flytte langt mer luft og opprettholder derfor høyt trykk ved høye turtall, der den lille turboen ellers ville gått tom for pust og blitt en flaskehals. Overgangen styres slik at trykket forblir kontinuerlig, og motoren får en bred og flat dreiemomentkurve som kjennes både ivrig fra start og sterk i toppen.

Det som lokker føreren, er en nesten fullstendig utvisking av turbohullet kombinert med den rene kraften fra en stor turbo, en kombinasjon en enkelt fast turbolader strever med å levere. Dette gjorde sekvensielle systemer attraktive i ytelsesmotorer der både kjørbarhet og høy spesifikk effekt var etterspurt, med den tvillingturboladede wankelmotoren i Mazda RX-7 og flere japanske ytelsesdieseler blant de mest kjente eksemplene.

Metoden må ikke forveksles med enkle parallelle tvillingturbooppsett, der to identiske turboladere hver mater sin sylinderrekke og arbeider samtidig. Det definerende trekket ved et sekvensielt system er den trinnvise, rollebaserte overgangen mellom turboer av ulik størrelse, styrt av et ofte innfløkt nettverk av regulerings-, wastegate- og forbikoblingsventiler.

Denne kompleksiteten er også systemets fremste svakhet. Ventilene og styringslogikken legger til kostnad, vekt og mulige feilkilder, og overgangen mellom turboene kan kjennes som et trinn i leveringen dersom den ikke er nøye kalibrert. Av disse grunnene er sekvensiell overlading i moderne motorer i stor grad avløst av turboladeren med variabel geometri, som oppnår et tilsvarende bredt arbeidsområde med en enkelt enhet hvis justerbare ledeskovler endrer turbinens effektive størrelse i farten. Twin-scroll-konstruksjoner gir en annen vei til bredt og responsivt trykk. Sekvensiell overlading står likevel som en lærerik milepæl i utviklingen av trykkladning og finnes fortsatt på enkelte tvillingturbooppsett.