DRIVR

TechTalk: Hoe Werkt BMW’s TriTurbo?

Nu het spreekwoordelijke stof dat BMW met de M 550d ook bij ons deed opwaaien is gaan liggen, geeft München meer details vrij over de M-badge op de dieselkofferklep. De M Performance-lijn, die het gat tussen de echte M’s en de standaardtopmodellen opvult, trapt af met de M550d xDrive Sedan en Touring, en de X5 M50d en X6 M50d. Pikant detail: de drieliter zescilinder van die M(5)50d (381 pk, 740 Nm bij 2.000 toeren) krijgt geen twee maar drie turbo’s. Hoe de – haal diep adem – BMW M Performance TwinPower Turbo-technologie precies in elkaar zit, zocht DRIVR voor jullie uit.

Voor wie het bij het woord ‘turbo’ alsnog in – euh – München hoort donderen, even de Cliff’s notes: een atmosferische motor verbrandt een mengeling van lucht en benzine (of diesel) in de cilinder. Door die ontploffing wordt de cilinderzuiger naar beneden geduwd en het vermogen aan de krukas doorgegeven. Daarna verdwijnen de uitlaatgassen van het verbrande mengsel via de uitlaatklep. So far, so good. Wanneer je nu meer lucht en meer brandstof in de cilinder duwt, zal de verbranding krachtiger zijn. Resultaat: meer power. Hoe dat gedaan wordt? Met een turbocompressor. Die gebruikt de uitlaatgassen om een turbine te doen draaien, die via een as met de compressor aan de luchtinlaatzijde verbonden is. De compressor zuigt de lucht aan, drukt ze samen en duwt ze dus in grotere hoeveelheden naar de cilinders.

Het grote probleem is dat het even duurt eer de turbine op snelheid komt – het historische turbogat. Dat is de laatste jaren fel verbeterd, maar wanneer het op reactietijd aankomt kan zo’n turbogat natuurlijk nooit klein genoeg zijn. Een kleinere turbo bypasst dat probleem. Die is namelijk lichter – lees: minder inert – begint dus sneller te draaien en geeft zijn boost sneller vrij. Bij hogere snelheden, wanneer er meer lucht aan te pas komt, neemt de grote turbo het werk over. Dat is het principe van een sequentiële turbo, dat BMW toepast in onder meer de 535d en Porsche zelfs al in de 959 gebruikte.

Aber”, moet het in München geklonken hebben, “hebben we nog plaats voor een derde turbo?” Dat bleek het geval, en het resultaat is dus de M Performance TwinPower Turbo-technologie. Voor de goede orde: M Performance geeft een iets andere invulling van het concept TwinPower dan de ‘klassieke’ TwinPower-benzines en -diesels. Die hebben namelijk een (zoals in de 328i) of twee turbo’s (parallel, zoals in de X5 M, of sequentieel, zoals in de 123d) met twin-scrolltechnologie. Bij M Performance gaat het dus om drie turbo’s. De eerste, de kleine turbo, schiet al vlak boven het stationaire toerental in actie, waardoor immediate response gegarandeerd is. Wanneer de uitlaatgassen toenemen, vanaf 1.500 toeren, wordt de tweede turbo, de grote, wakker. Samen zorgen ze ervoor dat het maximumkoppel van 740 Nm tussen de 2.000 en 3.000 toeren beschikbaar is.

Ergens daartussen, vanaf 2.700 toeren, opent een klepje een nieuwe aanvoerroute voor uitlaatgassen naar de grote turbo. Aan die aanvoerroute is de derde turbo gekoppeld, die qua grootte overeenkomt met de eerste – kleine – turbo en dus ook dankzij zijn lage inertie onmiddellijk beschikbaar is. Die zorgt voor extra samengedrukte lucht in de cilinders, en dus opnieuw meer vermogen. 381 paarden in totaal, volgens BMW, die worden losgelaten tussen de 4.000 en 4.400 toeren per minuut. De M550d xDrive Sedan tikt daardoor al na 4,7 seconden de 100 aan en passeert na 23,7 seconden het kilometerpaaltje. Bij 250 kilometer per uur geeft hij er – elektronisch en allicht met lichte tegenzin – de brui aan.

BMW heeft overigens de primeur van drie turbo’s nog maar net weggekaapt, of daar loert de eveneens Duitse concurrentie al over de schouder mee. Volgens de laatste berichten zou Porsche ook van plan zijn een derde turbo op de nieuwe 991 te schroeven. Diezelfde laatste berichten gewagen van een kleine turbo voor een snellere respons, en twee klassiekere. Benieuwd wat dat gaat geven.

[Bron: How Stuff Works en BMW]

Share Button

5 Responses

  1. Eric says:

    Klinkt als een mooi stukje techniek, maar wel onderhoudsgevoelig. Wat in bepaalde mate voor alle nieuwe systemen in auto’s geldt natuurlijk.

  2. Pieter Fret says:

    De autofabrikanten zijn de laatste jaren goed bezig om de nadelen van de inmiddels quasi obligate turbotechnologie teniet te doen. TwinTurbo, TwinScrollTurbo, en nu dus ook TriTurbo…

    De instantrespons van een atmosferisch blok zullen ze wellicht nooit evenaren, maar afgelopen weekend heb ik bij een (tegenwoordig zeldzame) atmotest mogen merken hoe gewend we ondertussen zijn geraakt aan een riant en overal beschikbaar koppel, ook bij benzinewagens. En maar goed ook, want er is geen weg terug…

  3. heidekonijn says:

    Publiek geheim in de sector cq niche van automotive r&d is dat kleine en soms ook grote merken te druk bezig zijn met stock tellen en rapporteren -verkopen kun je het moeilijk noemen als een leaserijder binnenkomt om een auto te bestellen- en daarom op derden rekenen als het op techniek aankomt. Zo zou vanos en verschillende generaties injectietoepassingen bij bmw eerst ingekocht zijn en daarna doorontwikkeld door een kmo in nordrhein-westfalen.

    Vanuit die optiek niet erg verwonderlijk als er plots een paar merken met drie turbo’s gaan rondrijden. Ergens wel gek dat het nog niet eerder gedaan werd. Was daar geen lancia delta die in de 80er jaren al een compressor en turbo had?

    • Ken Divjak says:

      Yip, de S4:

      One of the best things about being an engineer is figuring out solutions to problems. That’s what we do.

      In 1984, Lancia and Audi were going head-to-head in the World Rally Championship’s Group B. Each had a car producing 350 hp and with all wheel drive. Then Audi came out with their S1 in 1985, which produced about 500 hp from its 2.1L engine. Lancia was in deep doodoo unless its engineers could do something about it.

      Enter the twincharger. Lancia’s 037 Monte Carlo had a turbocharged engine. In order to gain equal footing with the Audi, without taking a weight penalty from going to a larger engine, they decided to put a supercharger in line with the turbocharger. By keeping the same 1.4L engine, the Lancia Delta S4 was able to keep a 200 kg margin on the Audi while making 480 official hp. FIA rules said nothing about twincharging, and so Audi had the same weight multiplier with the twincharged system as they did on the 037′s turbocharged system. Brilliant. [Bron: AtomicToasters]

      • Bart M. says:

        De S4 blijft dan ook een van de meeste legendarische en compleet geflipte rally-wagens aller tijden, hoewel de Audi Quattro’s bekender zijn…

        De S4 was dan ook de laatste nagel in de doodskist van Group B. RIP Henri Toivonen.

Leave a Reply