Niet dat ze helemaal verdwenen zijn, maar 10 jaar geleden leken ze een van de populairste stukjes nieuwe motortechnologie op de markt.
Nu zijn ze echter een zeldzaamheid bij benzine-aangedreven sportwagens. Wat is er gebeurd?
Eerst wat uitleg…
Eén van de redenen waarom een turbocompressor met variabele geometrie zo aantrekkelijk lijkt voor een bestuurder is de theoretische belofte van een constante boost wanneer dat nodig is; een turbo die altijd de meest geschikte hoeveelheid perslucht aan de motor levert. Geen vertraging, geen opbouw – alleen pure, ongehinderde ‘stu-stu-stu-stu’. Ongeacht het toerental.
Ja! Ja! Ja! *(Video credit: MotorTrend.com)
Door het gebruik van adaptieve schoepen op de uitlaat turbine, kan een turbo met variabele geometrie zijn invalshoek in real time veranderen.
In wezen kan een turbo met variabele geometrie een kleine, snel reagerende turbo zijn bij lage toerentallen, voordat hij verandert in een grote, vlezige turbo als de motor druk wordt.
Klinkt geweldig, toch? Het is alsof je een kleine turbo en een grote turbo hebt in een sequentiële twin-turbo setup. Maar in plaats daarvan is het een ‘alles-in-één’ CVT-turbo ding.
Hoe lager het toerental, hoe kleiner de turbo wordt. Het is het beste van twee werelden.
Je hoeft je geen zorgen te maken over het onderhouden van twee hele aparte turbo’s, mocht je die sprong rechtvaardigen, en als de lokale politie zijn/haar hoofd onder de motorkap steekt om te controleren of alles legaal is, zal hij/zij niet verbijsterd zijn over het feit dat je het hebt aangedurfd om er meer dan één ‘hoon device’ op te zetten.
Er zijn nog meer voordelen.
Omdat de vermogensafgifte veel gestroomlijnder is wanneer de turbo op toeren komt, gedraagt de motor zich iets meer als een natuurlijk aangezogen eenheid, in plaats van dat ‘niets, niets, niets, ohmygod’-gevoel waarmee oude Porsche 930-eigenaren bekend zullen zijn.
*Terugslag in elke turbolader uit de jaren ’80*
Er is ook een langere, vlakkere koppelverdeling in de middengebieden; de mogelijkheid voor de motor om met een lagere en efficiëntere lucht-brandstofverhouding te werken onder deellast; een grotere thermische efficiëntie als gevolg van een adaptieve A / R; en de motor zal niet te wachten om uit te toeren, zodat het kan voldoende boost te genereren, zoals een grote turbo situatie en ook zal niet worden gewurgd in high-flow, hoge toeren situaties door een kleine turbo.
Als het dan zo goed is, waarom hebben wij ze dan niet?
Wel, dat hebben we gedaan.
In 2007 onthulde Porsche de 911 Turbo (997) – de zoveelste in een lange rij van “holy s*** that’s fast” 911 Turbo’s – maar dit keer deed Porsche iets anders.
Na de Honda Legend uit ’88 en de Shelby CSX uit 1989 was de Porsche 911 Turbo uit 2007 de eerste benzineauto met VGT-technologie.
In plaats van de boost op te voeren en de legendarische ‘Turbo’ nog angstaanjagender te maken, zoals ze eigenlijk met alle 911’s met turbo deden, wilde Porsche van de nieuwe 997 Turbo een schonere, leefbaardere auto maken.
Om dit te bereiken, installeerde Porsche een aantal BorgWarner turbo’s met variabele geometrie om de vermogensafgifte en mechanische efficiëntie te stroomlijnen. En wat kreeg het een lovende kritieken.
-
Of het nu op straat is of op het circuit, Porsche is geen vreemde op het gebied van turbolading. -
Terwijl meer vermogen een prioriteit was voor de nieuwe auto, besteedde Porsche ook tijd aan het verbeteren van de verfijning en de emissies. -
Porsches turbo’s met variabele geometrie maakten ook gebruik van een ‘Overboost’-functie, waarmee het koppel gedurende tien seconden met 60 Nm werd opgevoerd. -
Hoewel het creëren van enorme hoeveelheden vermogen relatief eenvoudig is, is het koel genoeg houden van de componenten een ander probleem. -
Het totale vermogen van de 3,6-liter twin-turbo flat-six is 353kW bij 6000rpm en 680Nm bij 2100-4000rpm. De boost begint bij een indrukwekkende 1950rpm.
Of het nu op straat is of op het circuit, Porsche is geen vreemde op het gebied van turbolading. 
Terwijl meer vermogen een prioriteit was voor de nieuwe auto, besteedde Porsche ook tijd aan het verbeteren van de verfijning en de emissies. 
Porsches turbo’s met variabele geometrie maakten ook gebruik van een ‘Overboost’-functie, waarmee het koppel gedurende tien seconden met 60 Nm werd opgevoerd. 
Hoewel het creëren van enorme hoeveelheden vermogen relatief eenvoudig is, is het koel genoeg houden van de componenten een ander probleem. 
Het totale vermogen van de 3,6-liter twin-turbo flat-six is 353kW bij 6000rpm en 680Nm bij 2100-4000rpm. De boost begint bij een indrukwekkende 1950rpm. Alles wat te maken had met de vermogensafgifte, gasrespons en (het gebrek aan) turbocompressievertraging van de nieuwe auto werd vrijwel universeel geprezen. Niet verwonderlijk, afkomstig van het bedrijf dat een lange geschiedenis heeft in het creëren, verfijnen en perfectioneren van de toepassing van turbolading op sportwagens.
Dus, als het een van die innovaties is die goed werkt in theorie – en in de praktijk – waarom hebben we dan nog niet het trickle-down effect gezien van toepassing van variabele-geometrie turboladers op meer haalbare sportwagens?
Manager van IAM Asia – BorgWarner, Garry Shields, zei het volgende: “VTG-turboladers (Variable Turbine Geometry) zijn erg duur om te fabriceren vanwege de extra componenten en zeer gespecialiseerde materialen die worden gebruikt om hoge EGT’s (uitlaatgastemperaturen) bij benzinemotoren het hoofd te bieden. Over het algemeen willen fabrikanten hun doelstellingen op het gebied van prestaties, efficiëntie, rijgedrag en emissies bereiken met het goedkoopste product dat beschikbaar is.”
Toevoegend dat VGT’s bijna uitsluitend worden aangetroffen in zware dieseltoepassingen, zegt de heer Shields dat dit eerder te wijten is aan het feit dat VGT’s die zijn gemaakt voor dieselmotoren niet dezelfde zeer gespecialiseerde materialen vereisen als gevolg van de lagere EGT.
“Al onze OEM-klanten hebben de mogelijkheid om voor VTG-technologie (Variable Turbine Geometry) te kiezen, maar zij zullen altijd voor de goedkoopste optie kiezen en daarbij rekening houden met hun algemene eisen op het gebied van prestaties, efficiëntie, rijeigenschappen en emissies. Ik geloof dat momenteel alleen Porsche onze VTG-technologie voor benzine gebruikt voor eentraps geforceerde inductie.”
Eigenlijk zijn er maar een handvol sportwagens met benzinemotoren die turboladers met variabele geometrie gebruiken. Porsche’s 718 modellen (Boxster S/Cayman S) en de huidige 911 Turbo zijn twee. En Suzuki’s nieuwe 25.490 dollar Swift Sport is een andere. Vreemd.
Om de een of andere reden gebruiken alle standaard 911 Carrera motoren mono-scroll turbo’s.
Mono-scroll, twin-scroll, VTG turbo… Hoe zit dat, en welke is beter?
Was het maar zo makkelijk…
Om het kort te houden: mono-scroll turbo’s zijn het meest basaal. Ze zijn het eenvoudige, tuin-variëteit ontwerp dat, hoewel laggy, zijn lag kan laten ‘repareren’ door er een andere eenheid naast te zetten.
Zo geweldig als het toevoegen van meer turbo’s is, het is een onpraktische oplossing.
Je wordt niet ‘niet blut’ door nog meer geld weg te gooien. Je moet je aanpassen. En dat is waar twin-scroll turbo’s om de hoek komen kijken.
Zoals een turbo met variabele geometrie bieden twin-scroll turbo’s veel technische voordelen ten opzichte van hun eenvoudiger mono-scroll broeders.
Ze verhogen het low-end koppel, verbeteren de boost-respons, verhogen het vermogen over de hele powerband, maximaliseren de turbine-efficiëntie, verminderen de pompverliezen van de motor, verbeteren het brandstofverbruik, en verminderen de verdunning van de inlaatlading tijdens klepoverlapping, en verlagen de uitlaatgastemperaturen.
Je kunt zelfs een mono-turbo setup vervangen door een enkele, twin-scroll unit. Dat is ongeveer wat BMW deed voor hun M2 sportcoupé toen die de oudere 1-serie M Coupé verving.
Vergeleken met VTG turbo’s lijken twin-scroll units een sterk alternatief – en dat zijn ze ook.
-
De twee turbo’s die in deze vergelijking zijn gebruikt, hebben dezelfde A/R-verhouding en boost-druk, en zijn op dezelfde motor gezet. (image credit: DSportMag.com) -
Dat is een behoorlijke verbetering in elk opzicht. (image credit: DSportMag.com)
De twee turbo’s die in deze vergelijking zijn gebruikt, hebben dezelfde A/R-verhouding en boost-druk, en zijn op dezelfde motor gezet. (image credit: DSportMag.com) 
Dat is een behoorlijke verbetering in elk opzicht. (image credit: DSportMag.com) Als we naar de sportwagenmarkt kijken, lijkt het erop dat Porsche de enige is die het bij VTG turbo’s heeft gehouden.
Volkswagen’s Golf GTI heeft een twin-scroll setup, net als Hyundai’s i30 N, Mercedes-Benz’s A45 AMG, de goede oude Rexy STI en Evo X, en nog veel meer. Ze zijn overal.
En hoewel de voordelen van een twin-scroll vergelijkbaar zijn met die van een VTG, hebben ze een aantal onderscheidende kenmerken.
Om het simpel te houden, twin-scroll turbo’s hebben geen schoepen. Net als een turbolader met een enkele rol, zijn ze eenvoudig. Behalve dat twin-scroll turbo’s een turbinebehuizing met gedeelde inlaat nodig hebben en een goed ontworpen uitlaatspruitstuk dat de helft van de cilinders in één scroll plaatst, en de andere helft in een andere.
Bij een viercilindertoepassing blazen cilinders één en drie uitlaatgassen in de ene rol, en cilinders twee en vier in de tweede rol.
-
U ziet het verschil tussen een mono-scroll turbo en een twin-scroll turbo . (image credit: DSportMag.com) -
In tegenstelling tot een standaardturbo die een constante druk verlaagt, verbruiken twin-scroll turbo’s de uitlaatgassen in ‘pulsen’.
U ziet het verschil tussen een mono-scroll turbo en een twin-scroll turbo . (image credit: DSportMag.com) 
In tegenstelling tot een standaardturbo die een constante druk verlaagt, verbruiken twin-scroll turbo’s de uitlaatgassen in ‘pulsen’. Het is moeilijk te zeggen welk ontwerp ‘beter’ is, vooral wanneer zo’n argument een antwoord zal opleveren dat lijkt op het altijd vervelende “het hangt allemaal af van de omstandigheden”.
Maar hoewel twin-scroll turbo’s vergelijkbare voordelen hebben als VTG turbo’s, zijn hun collectieve voordelen over het algemeen niet zo sterk. Ze zouden echter betrouwbaarder moeten zijn; ze hebben minder bewegende onderdelen en hoeven niet te leunen op secundaire en tertiaire actuatoren om goed te functioneren.
En hoewel VTG-turboladers indrukwekkend zijn – waarschijnlijk het summum van turboladingontwerp – zijn ze vrij duur.
Daar komt nog bij dat ze moeilijk te installeren en te kalibreren zijn op een motor die er niet voor bedoeld is. Iets moet die schoepen vertellen wanneer ze moeten bewegen, en met hoeveel.
Maar als turbo’s met variabele geometrie zo goed zijn, waarom zou dan bijna de hele markt de twin-scroll turbotechniek aanpassen?