Download PDF

TURBOKONVERTERING 

Bränsleinsprutning 

Uppgradering

Metoder för effektökning 

Avgasutlopp 

Filtrerad luft 

Komprimerad luft 

Avgaserföre 

turbinen 

Avgaser efter 

turbinen 

Turbin 

Kompressor 

Luftinlopp 

Funktionsprincip för turboanläggning. 

När insugningsventilerna i en vanlig sugmotor öppnar och 

frilägger passagen till cylindrarna, finns det inget annat än 

atmosfärstrycket till hands för att pressa in luftbränsleblandningen.På 

grund av motstånd i inloppskanalerna, samt 

den korta tid som står till buds, kommer trycket i cylindrarna 

för en normal motor att bli endast ca 80% av atmosfärtrycket. 

(Före kompressionstakten). Man säger att fyllnadsgraden 

är 80%. 

Vid motortrimning strävar man efter att öka fyllnadsgraden. 

Med diverse knep och knåp, som väl avpassade kanaler, 

kamaxel och avgasgrenrör kan man med konventionell trimning 

komma upp till en fyllnadsgrad av som mest ca 110%, 

men då endast inom ett smalt varvregister. Under detta område 

blir motorn svag och svårkörd. 

Vid överladdning låter man en kompressor trycka in luftbränsleblandningen 

till cylindrarna. På detta sätt kan man 

utan svårighet åstadkomma en fyllnadsgrad av 200% eller 

mera, och detta utan att förstöra motorns lågvarvsegenskaper. 

Man kan naturligtvis även öka gasflödet genom motorn med 

ökning av cylindervolym och varvtal, men dessa möjligheter 

är gemensamma för en sugmotor och en överladdad 

motor. De kan alltså användas för ytterligare effektökning i 

båda fallen. 

Överladdning kan åstadkommas med flera olika typer av 

kompressorer. De vanligaste i detta sammanhang är Rootskompressorer 

och turbokompressorer. Av dessa finns ett 

flertal fabrikat. Andra typer är Volkwagens G-Lader och 

Comprex tryckvågsladdare. 

Även excentertyper förekommer, som Shorrock och Bendix. 

Centrifugalkompressorer som Paxton och Albrex är i 

princip en turbos kompressordel, försedd med remdrift och 

utväxling. Det finns också skruvkompressorer anpassade 

för överladdning av förbränningsmotorer - Opcon och Sprintex 

bör nämnas. 

83 

Roots-kompressorns arbetsprincip. 

Roots-kompressorn 

Roots-kompressorn fungerar som en kugghjulspump - två 

extrema kugghjul med endast två kuggar vardera avskiljer 

en viss luftmängd på sugsidan och förflyttar denna till trycksidan. 

Roots-kompressorn handikappas av den låga 

adiabatiska verkningsgraden (se beträffande adiabatisk 

verkningsgrad under denna rubrik). Den överstiger sällan 

50%, jämfört med turboladdarens ca 75%. Följden blir för 

hög temperatur på insugningsluften med sämre fyllnadsgrad 

och stor termisk belastning på motorn. 

En annan nackdel med Roots-kompressorn är att den drivs 

mekaniskt av motorn. Man kan räkna med att minst en tredjedel 

av den effektökning som överladdningen ger går åt till 

att driva kompressorn. 

B&M Roots-kompressor. 

Fördelen med den mekaniska drivningen är att man kan få 

laddningstryck även då man står stilla och varvar upp motorn. 

Detta gör att man blir startsnabb, vilket utnyttjas inom 

dragracing. Men även där börjar avgasdrivna kompressorer 

ta över p g a det större effektuttag som är möjligt med 

dessa. 

Vad som sagts om Roots-kompressorn gäller i stort sett även 

om excenterkompressorer, med den skillnaden att man här 

kan uppnå en något högre verkningsgrad - ca 60%.

Excenterkompressorns arbetsprincip. 

VW”G-Lader” 

G-laddaren, utvecklad av Volkswagen, är en mekanisk driven 

kompressor av excentertyp. Den består väsentligen av 

ett spiralformat kompressorhus i två halvor, en likaledes spiralformad 

”avskiljare”, och en axel med excentrisk sektion. 

I fas 1 (se figur nedan) är yttre kammaren mellan hus och 

avskiljare öppen för atmosfären. I fas 2 har axeln roterat 

90o och passagen till luftintaget är stängd. 

Spiralkompressorns funktion. 

Efter ytterligare 90o , fas 3 , har den avskilda luftmängden 

komprimerats, och i fas 4 når den inre kammaren, varifrån 

den strömmar till motorns insugningsrör eller laddluftkylare. 

Husets båda halvor är gjutna i aluminium. Avskiljaren är av 

magnesium. Stora krav på noggrannhet beträffande toleranser 

och ytfinhet ställes vid tillverkningen. För remdrivna kompressorer 

ovanligt god verkningsgrad har demonstrerats. 

G-ladern är till sin funktion en deplacements-kompressor, 

och har därmed fördelen att leverera lika stor luftmängd per 

varv oberoende av motorns hastighet. Detta gör att kontroll-system 

för laddningstrycket inte behöver användas. 

84 

Centrifugalkompressor schematiskt. Till höger en 

Vortech kuggväxeldriven centrifugalkompressor 

Centrifugalkompressorn 

En centrifugalkompressor är i princip en likadan kompressordel 

som på en turbo, men turbinen har ersatts av en transmission. 

I stället för att drivas av avgaserna, drivs kompressorn 

med en rem från vevaxeln. 

Det genererade övertrycket från en centrifugalkompressor 

är proportionellt mot kvadraten på varvtalet. Det fordras mycket 

höga varvtal på kompressorn innan man får användbart 

övertryck i insugningsröret. Många centrifugalkompressorer 

använder en typ av planetväxel. Senare utföranden har ofta 

en precitionstillverkad kuggväxel med hög utväxling. 

Denna typ av kompressor har funnits länge på marknaden. 

Under 60-talet kom Shelbys Ford Mustang Cobra, laddade 

med Paxton centrifugalkompressor. I dag finns ett tiotal olika 

fabrikat. Att centrifugalkompressorn vinner terräng beror delvis 

på att moderna motorrum inte har så mycket plats för ytterligare 

tillbehör, och en centrifugalkompressor tar mindre plats 

än en Roots, Lysholmsskruv eller turbo. Bra verkningsgrad 

beroende på att frånvaron av avgasturbin tillåter snävare 

toleranser, mindre spel mellan kompressorhjul och hus. 

Som alla remdrivna kompressorer ger den snabb respons 

vid gaspådrag. 

Här syns kuggväxeln som ger centrifugalkompressorn 

det höga varvtal som 

fordras. Snedskurna drev är också 

vanliga. Här en Procharger.

Comprex 

Comprex tryckvågsladdare,utvecklad av schweiziska Brown 

Bowery, är visserligen remdriven, men kompressionsenergin 

kommer från motorns avgaser. Metoden går ut på att direkt 

överföra den energi som finns i avgaserna till insugningssidan 

som en tryckökning. 

En rotor, innehållande ett antal kammare, drives från motorns 

vevaxel med ca dubbla motorvarvet. Genom kamrarna förbinds 

motorns insugnings- och avgasgrenrör. Enklast följer 

vi förloppet genom att studera vad som händer i en av dessa 

kammare. 

Comprex schematiskt. 

Insugningsluften går in vid D (se figur) och tränger in i några 

av rotorns kammare, som är frilagda och öppna mot luftintaget. 

Vid 4 avskiljes denna luftmängd, genom att ”vår” kammare 

isoleras från luftintaget. Rotorn spinner vidare, och 

når efter ca 1/4 varv fram till en kanal (1) från motorns avgasgrenrör. 

De heta avgaserna strömmar in i kammaren, 

och pressar samman luften därinne. 

Opcon skruvkompressor i tre storlekar. 

85 

I nästa sekvens når ”vår” kammare ett område där den blir 

frilagd mot en kanal (2) till motorns insugningsrör. Den komprimerade 

luften strömmar in i insugningsröret. Rotorn vrides 

ytterligare några grader, och passagen stängs igen, just innan 

avgaserna hinner följa efter in i insuget. Efter ytterligare vridning 

frilägges kammaren i motsatt ända mot avgassystemet, och 

avgaserna strömmar ut. De ersättes av friskluft (vid 4), och 

förloppet börjar om. 

Vid första påseendet tycker man att värmetransport från avgaserna 

till insugningsluften, likväl som blandning mellan 

gaserna, skulle vara problem. 

På grund av den korta exponeringstiden hinner dock detta 

förlopp knappast utvecklas, och blir inte till allvarligt hinder. 

Största fördelen med Comprex är snabb respons. Laddningstryck 

kan byggas upp vid lågt motorvarv. Jämfört med turbo 

blir toppeffekten lägre, beroende på högre avgasmottryck 

(10-20%) och effektförlust genom drivningen. Både termisk 

och mekanisk verkningsgrad ligger på en hög nivå. 

Största nackdelen med Comprex är hög tillverkningskostnad. 

Dyrbart material måste användas, för att minimera temperaturberoende 

dimensionsförändringar, som kan orsaka 

läckage mellan stationära och roterande delar. 

Främst är Comprex utvecklad för dieselmotorer, men kan 

användas även på bensinmotorer. Ferrari har gjort experiment 

på sin formel 1 -motor. 

Skruvkompressorn 

Ett nybildat svenskt företag, nära knutet till Svenska Rotormaskiner 

SRM, har tagit upp tillverkning av kompressorer. 

Konstruktionen bygger på Lysholmsskruven, en svensk 

uppfinning. Principen har används för tryckluftkompressorer 

i mer än 40 år, och tillverkas förutom 

hos SRM även hos flera 

licenstagare. 

Två skruvar, eller spiralformade 

kugghjul, roterar mot varandra. 

Luften komprimeras axiellt. Man 

uppnår mycket god adiabatisk 

verkningsgrad, 60 - 70%. 

Även andra företag har tagit upp 

tillverkning av skruvkompressorer 

för applicering på bilmotorer, 

t ex Sprintex.

Snitt genom Schwitzer 3LD turbokompressor. 

Turbokompressorer 

En turbo består av i huvudsak 3 delar: Lagerdel, kompressor 

och turbin. Kompressorn kan enkelt beskrivas som en 

fläkt, vilken packar in gasen i cylindrarna under övertryck. 

På detta sätt kan en turbomotor fyllas med betydligt mer 

gas än en sugmotor - därav den höga effekten. 

Kompressorn, som kan rotera med över 100 000 varv/minut, 

måste drivas på något sätt. Här finner man en av de 

fördelar, som gör avgasturbon överlägsen en vanlig remdriven 

kompressor: Turbon drivs av motorns avgaser. 

Ca 45% av den energi som genom bränslet tillföres en vanlig 

sugmotor passerar ut genom avgasröret. I en turbomotor 

tas en del av denna energi tillvara för att driva kompressorn. 

Detta sker i turbindelen. 

Turbinhjul med axel och kompressorhjul. 

86 

Kompressorn, turbinen och lagerdelen är sammanfogade 

till en enhet, där kompessorhjulet (impellern) och turbinhjulet 

sitter fast i var sin ända av samma axel. Lagerdelen däremellan, 

som smörjes av motoroljan, håller samman paketet. 

Dagens turbo arbetar med mycket höga varvtal - i närheten 

av 200.000 varv/min förekommer. Detta ställer speciella krav 

på lagringen. Den dominerande metoden är fullflytande lagring. 

Glidlager med lagringsyta på både in- och utsida roterar 

med ca halva axelns hastighet. På detta sätt nedbringas 

friktionspåkänningarna till hälften. Ett stort oljeflöde fordras 

för att hålla lagren ”flytande”. 

Rull- eller kullager har flera fördelar framför glidlager: Mindre 

friktionsförluster kräver mindre oljemängd, tål mycket 

stora belastningar för korta perioder. Men de höga varvtalen 

och d:o temperaturer gör att livslängden blir kort. Ett 

företag, Aerodyne Dallas har löst detta genom att förlägga 

lagringen i luftströmmen på den kalla sidan. Denna turbo, 

kallad Aerocharger,är speciell även på andra sätt. Den har 

variabel turbinhusarea, kan monteras vertikalt, och har inbyggt 

smörjsystem. 

Aerocharger 

Garrett T3 turboladdare.

Turbokompressorn drives av motorns avgaser. Denna metod 

kan inte ge den omedelbara reaktion på ökat gaspådrag 

som mekanisk drivning ger. Men på moderna turbo har man 

lyckats bygga bort mycket av denna nackdel genom mindre 

vikt i roterande delar, och högre ”stallvarv”. Den tyngsta roterande 

delen är turbinhjulet. 

Senaste utvecklingsteget är turbinhjul av keramiska material. 

Dessa ger mycket snabb respons, men är ännu tämligen 

ömtåliga. Även mycket små partiklar som följer med 

avgasströmmen kan förstöra ett keramiskt turbinhjul, när 

det roterar med periferihastigheter om 500 m/s. För att det 

skall fungera måste motorn designas för ändamålet, med 

speciella material i grenröret, och andra krav. 

Turbon har redan nu ett visst övertag över andra kompressortyper. 

Låg vikt, hög effektivitet, måttliga tillverkningskostnader, 

är faktorer som ger utslag. När det gäller effektpotential 

behöver man bara se till dominansen på tävlingsbanorna. 

Och för dieseldrivna fordon är turbon idag närmast självklar. 

Avgasnormerna inom EU gör det redan nu närmast 

omöjligt att få en dieselmotor godkänd utan turbo: Turbon 

ger mer fullständig förbränning, och minskar andelen partiklar 

i avgaserna. Och ännu strängare avgasnormer är aviserade. 

Med keramiska turbinhjul kommer turbo-kompressorn att dominera 

än mer, om inte utvecklingen tar en ny riktning. 

87 

Figuren ovan visar resultatet av tester 

med olika experimentturbo utförda av 

Nissan Motor Company. Den streckade 

linjen till vänster visar respons med 

keramiskt tubinhjul. Linjerna däremellan 

avser olika versioner av variabelt 

turbinhus. Kullagrad turbinaxel har 

använts för samtliga försök utom det som 

redovisas med heldragen linje. 

Motorn t.v. kommer från Lancias experimentbil 

EVC2, och är försedd med något 

som man kallar “modular turbo system”. 

Motorn har fyra ventiler per cylinder. Man 

har försett den med separata avgasutlopp 

för varje avgasventil, så att varje cylinder 

har två avgasportar. Avgasutloppen från 

ena ventilen på varje cylinder går till 

vänster turbo, och avgaserna från den 

andra ventilen till höger turbo. På låga 

varv stänger ventil nr 4 avgasströmmen 

från ena uppsättningen avgasventiler, med 

resultat att alla avgaser går till turbo nr 

2, som därmed bygger upp laddtrycket 

mycket snabbare än om båda turbona 

varit inkopplade. Med ökande motorvarv 

och belastning kopplar det elektroniska 

styrsystemet in turbo märkt nr 3, och ger 

kapacitet för högt effektuttag. De två 

wastegateventilerna märkta nr 5 tar nu 

över och reglerar laddningstrycket.

En kompressors verkningsgrad 

Chrysler hemi 427 i klass BB Altered Gas (USA). 

Gav 843 hk med fullt blueprintad Roots-Kompressor. 

Efter byte till dubbla turbo gav samma motor 

1130 hk. 

När man talar om verkningsgrad i samband med turbo och 

andra kompressorer för överladdning av förbränningsmotorer 

menar man oftast den adiabatiska verkningsgraden. Detta 

begrepp kan behöva förklaras. 

Då insugningsluften komprimeras ökar dess tryck och täthet. 

Motorn reagerar på täthetsökningen snarare än på tryckökningen. 

Men täthetsökningen motverkas av en samtidig 

temperaturhöjning. Temperaturen ökar mer än vad som står 

i proportion till täthetsökningen. Denna extra temperaturhöjning 

kan betraktas som en förlust, vars storlek är skillnaden 

mellan verklig temperaturhöjning och den som skulle 

ha inträffat vid en 100% adiabatisk process helt utan värmeutbyte 

med omgivningen. Den kan beräknas med hjälp av 

kompressorns adiabatiska verkningsgrad 

Den adiabatiska verkningsgraden kan sägas vara ett mått 

på en kompressors effektivitet. Ju högre värde, desto större 

blir motorns effektökning vid ett visst bestämt laddningstryck. 

Avvikelser på 2-3% är oväsentliga, men där skillnaden 

uppgår till 10-15% får det avgörande betydelse för resultatet. 

Kompressorns adiabatiska verkningsgrad påverkar alltså den 

lufttäthet som uppnås vid ett givet tryckförhållande. Verkningsgraden 

för turbin och lagringsdel påverkar främst det mottryck, 

som fordras i avgasgrenröret. 

Mindre turbo har lägre verkningsgrad. Ju större turbo, desto 

lättare att uppnå höga värden. Utvecklingen på mindre 

turbo under senare år har varit att man försökt vidga fältet 

med hög verkningsgrad, så att detta skall gälla över ett större 

varvregister. 

Kolvkylning. När oljetrycket överstiger 2,5 bar 

öppnar kulventilen. Oljan sprutar mot kolvens 

undersidan och kyler kolven. 

88 

Vilka motorer kan överladdas 

Så gott som alla kolvmotorer kan överladdas - även Wankel. 

För tvåtaktsmotorer har man några problem att lösa: Det 

fordras oljetryck till turbon, och ett expansionsrör måste 

beräknas. Men när man kommit förbi detta kan man nå utmärkta 

resultat. 

Den viktigaste begränsningen vid all effektökning är motorns 

hållbarhet. Generellt kan sägas att en turbomotor med en 

viss given effekt är utsatt för mindre påfrestning än en sugmotor 

med samma effekt, helt enkelt därför att turbomotorn 

uppnår denna effekt vid ett lägre varvtal. 

Dessutom utsätts motorn för ökad påfrestning endast under 

de perioder då den högre effekten tas i bruk. Man kan 

alltså tillåta större effektökning vid turboladdning än vid vanlig 

trimning. Var gränsen skall dras är naturligtvis individuellt 

för varje motor. Speciellt försiktig måste man vara med äldre 

motorer som har otillräckligt antal lagringspunkter. En rak 

fyrcylindrig motor med trelagrad vevaxel tål t ex inte allför 

stor effektökning. 

Turbomotorer byggda för stor belastning har ofta kolvkylning, 

d v s en oljestråle sprutar på undersidan av kolvens krona. 

Därmed sänks temperaturen i kolvtaket med ca 30o . Vid 

eftermontering kan detta kompenseras genom att man dimensionerar 

turbon annorlunda, för att hålla sig inom samma 

temperaturområde. (jfr avsnittet om verkningsgrad). Man kan 

natruligtvis även tänka sig att montera kolvkylning, alternativt 

smidda kolvar (hjälper till en del), vatteninsprutning eller 

helt enkelt stanna vid ett lägre laddningstryck. 

Kawasaki Drag-Bike ägd och körd av Kari Taijonlahti

Kompressionsförhållandet 

och effekten 

Avgörande för vilken effekt man får ur en turbomotor är det 

laddningstryck som används. Men laddningstrycket måste 

alltid anpassas till motorns kompressionsförhållande. Man 

kan säga att för varje kompressíonsförhållande finns ett givet 

laddningstryck. Om detta värde överskrides kan bränsleblandningen 

i hela eller någon del av förbränningsrummet 

självantända, utan gnista från tändstiftet. Effekten av detta 

är vad som brukar kallas knackning eller spikning, och resultatet 

blir motorskador efter kort tid. 

Spikning inträffar när bränslets självantändningstemperatur 

uppnås. Temperaturen stiger när trycket ökas. Därför måste 

vi begränsa trycket till en riskfri nivå. 

A 

Vs +Vk 

e = 

Vk 

där e = (geometriska) 

kompressionsförhållandet 

Vs = slagvolym i en 

cylinder = kolvarean 

x slaglängden 

Vk = kompressionsvolym = 

förbränningsrummet i 

toppen, squishrymd och 

packningsrymd 

89 

Förloppet vid spikning är följande: Tändstiftet antänder gasblandningen, 

och flamfronten avancerar ut från tändstiftet 

(se fig). Observera att det skall röra sig om kontrollerad förbränning, 

som tar viss tid. Gasen upphettas av förbränningen, 

den utvidgar sig, och trycket i förbränningsrummet ökar. Den 

gas som befinner sig långt från tändstiftet (ändgas eller restgas) 

når självantändningspunkten. Resultatet blir att hela 

blandningen samtidigt antänds - en explosion. Då detta sker 

medan kolven är på väg upp, blir belastningen oerhörd på 

kolv, vevstake och lagringar. 

En annan typ av spikning är den som inträffar innan gnistan 

från tändstiftet kommer. Det sker om det effektiva kompressionsförhållandet 

blir så högt att man når självantändningspunkten 

redan genom kompressionstrycket. 

Med en turbokompressor komprimeras gasen redan innan 

den kommer in i cylindrarna. Därför blir trycket när kolven 

når sitt översta läge högre än för motsvarande sugmotor. 

Trots att det geometriska kompessionsförhållandet är samma, 

blir det effektiva kompressionsförhållandet högre. 

Det geometriska kompressionsförhållandet är det värde man 

får då man dividerar hela rymden i ett av motorns förbränningsrum 

över kolven då denna står i sitt nedersta läge med utrymmet 

över kolven då denna står högst upp. Det är det 

värde som finns angivet i bilens handbok. Ej att förväxla 

med kompressionstrycket, som mäts med kompressionsmätare. 

När man skall turbomata en standardbil för landsvägsbruk, 

är det lämpligt att utgå från (det geometriska) kompressionsförhållandet. 

Man väljer det laddningstryck som kan användas 

utan risk för spikning. Ur fig 7 kan detta värde avläsas för 

varje normalt kompressionsförhållande. 

I fig 8 kan man sedan se vilken effekt som blir följden. 

Observera dock att laddluftkylare kan ge ytterligare tillskott. 

Värden enl fig 7 skall ses som utgångsvärden. En rad faktorer 

påverkar resultatet, och gör att man inte kan ange exakta 

värden som gäller för alla motorer. Dessa faktorer är: 

- Topplockets kylning och förbränningsrummets form. 

Beräkning av kompressionsförhållande.

90 

Fig 7. Praktiskt användbara laddningstryck vid olika 

kompressions-förhållande för fyrtakts bensinmotorer. 

Rek. värden gäller för 98-oktanig bensin. (Under vissa 

förhållanden kan högre värden användas, se texten 

här intill och nedan. T ex med datorstyrd insprutning 

och tändning med knacksensor vågar man gå högre) . 

OBS! Dessa värden gäller motorer med 2 ventiler/cylinder. 

Med 4 eller fler ventiler per cylinder kan ca 2 

enheter högre geometriskt kompressionsförhållande 

utnyttjas. 

Motor Utrustning 

Endast turbo Laddluftkyl. Vatteninspr. 

Vattenkyld 11,5 12,0 12,5 

Luftkyld 10 10,5 11,5 

Fig 8 Typiska värden för effektökning på bensinmotorerr 

vid olika laddningstryck. 

Dessa figurer illustrerar sambandet mellan 

geometriskt och effektivt kompressionsförhållande 

och laddningstryck. Vi ser t ex i figur 7 

att om vi har ett geometriskt kompressionsförhållande 

av 8,0:1 så kan vi ladda med 0,55 

bar övertryck innan vi når linjen 11,0:1 i effektivt 

kompressionsförhållande. 

Ur figur 8 kan vi skaffa oss en uppfattning om 

vilken effekt vi får med ett visst laddningstryck. 

Vi ser att 0,55 bar överladdning ger en effektökning 

av ca 55%. 

Observera att diagrammet endast anger ungefärliga 

värden som är genomsnitt för olika 

motortyper med två ventiler per cylinder. 

Med tändstiftet placerat i centrum, dvs motorer 

med fyra eller flera ventiler per cylinder, 

kan man ha betydligt högre laddningstryck. 

För dessa motorer gäller ca två enheter högre 

gränsvärden för geometriskt kompressionsförhållande, 

innan man får problem med 

”spikning”.

- Placering av avgas- och insugningsportar. Crossflowmotorer 

tål högre tryck än de som har avgas och insug på samma sida. 

- Bränslesystemet. Insprutningsmotorer tål högre tryck än 

förgasarmotorer. 

- Tändstiftets placering. Ju mer centralt i förbränningsrummet, 

desto bättre. Detta ger fördel för motorer med dubbla överliggande 

kamaxlar. 

Beträffande inverkan av vatteninsprutning eller laddluftkylare 

se under denna rubrik. 

Trycket i förbränningsrummet minskar när kolven passerat sitt 

översta läge. Därför låter man en turboladdad motor tända senare 

under övertryck. Man förlägger en större del av förbränningsprocessen 

till fasen efter övre dödpunkten, och undviker därigenom 

att trycket blir så högt att självantändning inträffar. 

För mager bränsleblandning ger också spikningsproblem. Om 

en motor inte klarar de värden för laddningstryck som anges i 

fig 7, skall tändning och bränsleblandning kontrolleras, innan 

andra åtgärder vidtages. 

Byggsats monterad på Volvo 244. En crossflowmotor 

kan ha något högre laddningstryck än den som har 

insug och avgas på samma sida. 

91 

Med styrelektronik, centralt placerat tändstift och kapacitivt tändsystem 

kan högre laddningstryck användas. Saabs 16 V-motor klarar 0,85 bar 

vid kompressionsförhållande 9,0:1. 

Om man inte kan få fram kompressionsförhållandet ur 

fordonets handbok, kan man prova sig fram genom att stegvis 

öka laddtrycket tills spikning inträffar. Prova vid maximal belastning 

och olika varvtal. Anlita någon som är van att avslöja 

spikningar, om du inte själv vet hur det låter. Sänk 

trycket 0,15 bar från det värde där spikning inträffar, för 

marginal. 

Ur diagrammen 7 och 8 kan man utläsa att ju högre toppeffekt 

man önskar, desto lägre kompressionsförhållande måste 

man ha. Men man får inte glömma bort att på lägre varvtal 

arbetar motorn fortfarande som sugmotor. Detsamma gäller 

då motorn är relativt lite belastad t ex vid körning på plan 

väg i jämn moderat hastighet: För att få bästa möjliga egenskaper 

i detta område fordras att kompressionsförhållandet 

inte är för lågt. 

Om man önskar en högre effekt än den som kan beräknas 

med hjälp av fig 7 och 8, så finns det ett antal metoder för 

att gå vidare. Se först under avsnitten vatteninsprutning och 

laddluftkylare - detta kan ge 15-25%. 

Men om dessa metoder inte passar eller är otillräckliga så 

får man ge sig i kast med att sänka kompressionsförhållandet. 

Detta kan ske på flera olika sätt. Först måste vi räkna ut hur 

mycket förbränningsrummets volym skall ökas. Vi använder 

formeln A först för att ta reda på kompressionsvolymen 

i standardmotorn. Som exempel tar vi en Volvo B20 med 

följande data: 

Cylindervolym per cylinder 1985/4=496,25 

Borrning 88,9 

Kompressionsförhållande 8,7 

Standard Vk = Vs/e- 1 = 496,25 / 8,7 -1 = 64,5 

Om vi önskar ett laddningstryck av 0,6 bar skall kompressionsförhållandet 

(utan vatteninsprutning eller mellan kylare) vara 

ca 8,0:1 (fig 7). 

Nytt Vk = 496,25 / 8- 1 = 71 

Kompressionsvolymen skall alltså ökas 71-64,5 = 6,5 cm3 (ml) för att man skall få kompressionsförhållandet 8,1:1.

Man kan öka kompressionsvolymen på främst tre olika sätt: 

1. Tjockare toppackning (eller dubbla packningar) 

2. Lägre kolvar 

3. Större förbränningsrum i toppen 

Metod 1 är naturligtvist enklast. För ökning med 6,5 cm3 skall packningen vara Delta Vk / Kolvens area = 6,5 x 

1000 x 4 / 3,14 x 88,9² = 1 mm tjockare än original. (Volymändringen 

divideras med kolvarean). 

Vi på GIK har länge varit misstänksamma mot användandet 

av dubbla toppackningar. Men vi har kunnat konstatera 

att det i många fall - som t ex Golf GTI fungerar bra och 

utan bekymmer, vid måttliga effektökningar. Åtdragningsmomentet 

måste ökas. Packningarna bör vara ganska stabila 

för att ligga kvar och inte formförändras. 

Metod 2 är dyrare och komplicerar monteringen. Används 

då övriga metoder inte räcker. För stora effektökningar måste 

man ändå byta till smidda kolvar av hållbarhetsskäl. Kolvar 

med slits under oljeringen bör undvikas. Borrade hål ger 

större bärighet. 

För en mindre ändring som här kan man även svarva kolvarna. 

Här måste man dock vara försiktig så att kolvtoppen 

inte blir för tunn. Men att kapa gjutna kolvar ca 0,6 mm och 

smidda upp till ca 1,2 brukar gå bra vid måttligt laddtryck. 

Till vissa motorer finns originalkolvar att få med olika kompressionsförhållande.Dessa 

kolvar är då utformade så att 

lågkompressionsvarianten är plan, eller har en försänkning 

i mitten. Om sådana kolvar finns att tillgå i bra kvalitet, och 

man renoverar motorn i samband med turbomonteringen, 

bör man naturligtvis välja lågkompkolvarna. 

Metod 3 har flera fördelar. Man kan välja den toppackning 

som bäst står emot trycket, inte den tjockaste. Man får bättre 

kylning med förbränningsrummet i toppen, istället för att flytta 

ner det i cylindern. Med främst för att man, då toppen bearbetas, 

kan anpassa förbränningsrummets form, och 

kanalernas utformning, för att få högre effekt och mindre 

risk för spikning. 

92 

Om man arbetar på egen hand, utan specialistkunskaper, 

kan man nöja sig med att gå mot en mer sfärisk utformning 

av förbränningsrummet. Vassa kanter avlägsnas. Var noga 

med uppmätningen, så att rummen blir lika stora. Man måste 

vara försiktig vid bearbetningen så att man inte får för tunt 

gods vid vattenkanalerna. Som regel kan man dock fräsa 

ner flera mm på ytan närmast blockplanet - jämför planing 

av toppen. Dessutom finns ofta klackar runt avgasventilen 

som kan minskas. Bearbetningen kan utföras med roterande 

fil för mindre volymer. Lokalisera vattenkanalerna med en 

böjd tråd så långt som möjligt. 

För vissa motorer finns bearbetade toppar att köpa, ofta försedda 

med större avgasventiler. 

För tävlingsmotorer kombineras metod 2 och metod 3. 

Vad som hittills sagts gäller endast bensinmotorer. Vi utgår 

också från 98-oktanig bensin.Vill man använda lägre oktantal 

måste laddningstrycket begränsas eller kompressionsförhållandet 

sänkas ytterligare.Man kan räkna med ca 0,07 

bar lägre laddtryck för varje enhets sänkning av oktanvärdet. 

Förbränningsrum i modifierad topp. Observera 

nedfräsning som minskar risken för knackning. 

De bilar som deltar i Le Mans 24timmarslopp 

måste bygga på tillförlitlighet. 

Denna Nissan R87E har kompressionsförhållande 

5,8:1, och avpassar laddningstrycket 

efter läge i tävlingen. Två IHI 

turboaggregat pressar fram 700 hk ur 

2994cc vid behov.

Dieselmotorn är nog den som reagerar allra mest positivt på 

turboladdning. De tidigare beskrivna gränserna för laddningstryck 

p g a knackningar gäller inte dieselmotorn. Sänkning av 

kompressionsförhållandet behöver inte tillgripas. 

Blandningen av bränsle och luft sker utanför förbränningsrummet 

i en bensinmotor. Kolven komprimerar blandningen, och en 

gnista från tändstiftet antänder. I en dieselmotor däremot komprimeras 

enbart luft. Bränsle tillsätts inte förrän antändning önskas, 

förbränningen startas av den värme som uppstått genom 

kompressionen. En dieselmotor kan inte ”spika” - det finns inget 

bränsle som kan antändas vid fel tidpunkt. 

Dieselmotorer 

93 

Snålkörd Quattro - Österrikaren Gerhard Plattner 

har kört en 110-hästars Audi A4 TDI Quattro nonstop 

i 20 timmar. Med en snittfart av 80,18 km/h 

gav det en bränsleförbrukning på 0,366 l/mil. 

Då man bestämmer laddningtrycket behöver man - vid måttligt 

effektuttag - alltså inte utgå från kompressionsförhålladet. Den 

främsta begränsande faktorn - vid sidan av hållbarhetshänsyn 

- är istället dieselpumpens kapacitet. Normalt kan man tillåta 

en överladdning med 0,5-0,7 bar, vilket ger en effektökning av 

30-40%. 

Trots effektökningen kan bränsleförbrukningen minska upp till 

15%. Dessutom dämpas ljudnivån.

Rökhalten i avgaserna anges vanligen i sk Boschenheter. 

Röken får först passera ett filter och sedan 

mäter man på en tiogradig skala hur mycket ljus 

som filtret reflekterar. Om inget ljus når det 

ljuskänsliga intstrumentet är rökhalten 100%. Om 

allt ljus når instrumentet är rökhalten 0%, det vill 

säga avgaserna är helt fria från rök. 

En bensinmotor som får för mycket luft i förhållande till bränslemängden 

- mager blandning - går varm och skadas. Med 

en dieselmotor är det tvärt om. Luftöverskott ger kallare 

avgaser, renare förbränning och mindre föroreningar i avgaserna. 

Rökhalten, som mäts i Bosch-enheter, sjunker vid 

överladdning. Även halten av koloxid och olika kolväte-föreningar 

blir lägre för en turboladdad motor, medan halten 

av kväveoxid är ungefär oförändrad. 

Turbomontering brukar vara ganska enkelt att utföra på en 

dieselmotor. Dieselpumpen måste dock justeras om för den 

ökade luftmängden, om regulatorn är av centrifugaltyp. En 

vakuumstyrd regulator kan styras av en speciell ventil och 

någon omställning behöver inte göras. 

Typiskt för en överladdad dieselmotor är att förbrukningen 

inte stiger vid belastning, i samma grad som den gör för en 

bensinmotor. Vid hård körning kan en bensinmotor förbruka 

dubbelt så mycket bränsle som en turbodiesel vid samma 

effektuttag. 

94 

Diagrammet visar hur röktätheten sjunker efterhand 

som laddningstrycket från turbon byggs upp, med 

ökande varvtal. Volvo Penta TD121G 

Scanias senaste utvecklingsprojekt är en turbocompound, 

d v s en motor där man efter turbon 

seriekopplat ännu en turbin. Den kraft man 

utvinner används inte till att driva en 

kompressor, utan överföres till vevaxeln via 

en kuggväxel. Genom att på detta sätt utvinna 

ytterligare energi ur avgaserna har man 

förbättrat motorns verkningsgrad och sänkt 

bränsleförbrukningen med ca 5%.

Bränslesystemet 

Om man kan välja mellan olika bränslesystem, är det ingen 

tvekan om att insprutning fungerar bäst till en överladdad 

motor. Med modern elektronik kan man lätt mäta upp luftmängden, 

och styra bränsleblandningen till önskade proportioner 

vid olika arbetsförhållanden. Men när man turboladdar 

en motor som lämnat fabriken utan överladdning, är 

valet begränsat. Och det går att nå mycket bra resultat även 

med förgasare. 

Principen för en turboanläggning med förgasare på 

sugsidan. 

För förgasarmotorer inställer sig först frågan om man skall 

suga eller trycka genom förgasaren. Främst avgör motorkonstruktionen 

- mer om detta längre fram. Men det finns 

också en teknisk skillnad i funktion. När vi placerar förgasaren 

på turbons sugsida, blir tryckfallet genom förgasaren 

större p g a högre lufthastighet. Detta måste kompenseras 

med större tryckökning i turbon. Denna skillnad är emellertid 

liten och har ingen avgörande betydelse. Viktigare är att 

man kan använda laddluftkylare vid tryckmetoden. Detta är 

normalt inte möjligt vid sugmetoden, eftersom bensinen 

kondenseras i kylaren. 

Vid tryckmetoden sitter förgasaren kvar på ordinarie plats. 

Insugningsröret kan då ha den form som ger den bästa funktionen, 

så att motorn arbetar helt opåverkad på tomgång 

och lågvarv. När man suger genom förgasaren måste denna 

flyttas, och insugningssystemet kommer att inkludera turbon 

samt röret från turbon till motorns normala insugningsrör. 

Bränsle tenderar att fällas ut på rörsystemets väggar 

vid ändringar i gashastigheten. Detta gör att lågvarvsegenskaperna 

blir sämre då man använder sugmetoden. 

Man förhindrar utfällning av bränsle genom att hålla nere 

95 

Mekanisk bränslepump modifierad för tryck. 

Laddningstrycket leds in under membranet. 

volymen i insugningsröret mellan turbo och topplock, och 

göra anläggningen så kompakt som möjligt. Härav följer, att 

metoden bäst lämpar sig då insugnings- och avgasgrenrör 

är placerade på samma sida av motorn. Dessutom bör turbon 

sitta högt upp i motorrummet, så att blandningen inte 

får ”uppförsbacke”. 

När man trycker genom förgasaren har man tre svårigheter 

att övervinna: 

1. Bränsletrycket måste överstiga laddningstrycket eftersom 

flottörhuset står under tryck. Och bränsletrycket måste varieras 

med laddningstrycket. Detta problem löses dock enkelt 

med en kraftig elektrisk bränslepump, och en 

laddtrycksstyrd tryckregulator. Ev. kan en laddtrycksstyrd 

mekanisk pump användas, för moderata effektuttag. I vissa 

fall kan standardpumpen byggas om. Man leder in laddningstryck 

under membranet, och låter lufttrycket hjälpa till att 

pumpa. 

2. Problem nr två är att förgasaren måste vara tät, och ha 

en homogen flottör som inte trycks ihop. Detta är möjligt att 

åstadkomma med de flesta förgasare utan svårighet. 

3. Det 3:e konstruktionsproblemet med en tryckanläggning 

är istället det som stoppat de flesta optimistiska experiment. 

Det har att göra med blandningen bränsle/luft. En förgasare 

är konstruerad för att tillsätta rätt bränslemängd då luften 

sugs igenom. När man trycker komprimerad luft genom 

förgasaren så ”lurar” man förgasaren. Resultatet blir att 

bränsleblandningen blir magrare ju högre laddningstrycket 

blir, där det istället borde vara tvärtom. 

Tryckanlägging med dubbla Dellortoförgasare. Vår 

sats VT 211 för Volvo B21.

Kort sagt: Skall man trycka genom förgasaren bör man anskaffa 

en förgasare som är avsedd att trycka igenom. Detta 

är så väsentligt för anläggningens funktion att det är värt 

den extra utgiften. 

Det finns inte många lämpliga förgasare. Men några fabrikanter 

- Alfa, Lotus, Renault, Lancia - har satsat på turbobilar 

där man trycker genom förgasaren, och medverkat till 

att specialförgasare har tagits fram för att passa systemet. 

Några standardförgasare går relativt lätt att bygga om. Fyrports 

Holley kan modifieras. SU och Stromberg, för låga laddningstryck. 

Weber har några modeller, t ex DGAS och DCNF. 

När man köper en komplett sats skall naturligtvis dessa lösningar 

ingå. I våra satser för tryckmetoden ingår förgasare 

och bränslepump, utom i några fall där originalet går bra att 

använda. 

Beträffande val av förgasare vid sugmetoden kan sägas, 

att horisontalförgasare är bättre än fallförgasare. Detta beror 

på att inloppet i turbon sitter horisontalt, och dessutom 

kan turbon sitta högre om man använder horisontalförgasare. 

Men ofta går det bra att bygga på den förgasare som är 

original på bilen. En turbomotor klarar sig med mindre förgasare 

än en sugmotor vid samma effekt. Viss ombestyckning 

måste dock göras. 

Weber DCOE (DCO) är lämplig då förgasaren placeras på turbons 

sugsida. Här monterad på Opel 1900 (OBS! Kör aldrig en turbomotor 

utan luftrenare.) 

96 

1. Luftrenare 9. Bränsleledning till insprut- 

2. Mängdmätare ningsmunstycke 

3. Sugledning till kompressor 10. Avgaser till turbinen 

4. Turbo - kompressordel 11. Turbo - Turbindel 

5. Avlastningsventil 12. Ljuddämpare 

6. Tryckledning för kompressorn 13. Wastegate 

7. Spjällhus 14. Returavgaser 

8. Insugningsgrenrör 15. Styrtryckledning 

Avlastningsventilen nr 5 öppnas då spjället stängs och det blir 

undertryck i insugningsgrenröret. Därigenom sänks trycket snabbt i 

tryckledningen och kompressorn behåller ett högre varvtal under 

inbromsning och kurvtagning. Ventilen ger snabbarer reaktion vid 

gaspådrag, bättre motorbromsning och skyddar dessutom 

kompressorhjulet. 

Bosch K-Jetronic bränsleinsprutning som 

den fungerar i Porsche 911 Turbo. 

På insprutningsmotorer är det enklare att erhålla rätt bränsleblandning 

vid varierande laddningstryck. De flesta moderna 

system fungerar utan modifiering vid låga tryck. Men systemen 

är designade och utvalda för den effekt som motorn 

har i standardutförande, och har begränsad reservkapacitet. 

Vill man öka effekten mer än 20-30% måste detta åtgärdas. 

Att modifiera ett insprutningssystem för högre kapacitet är 

inte enkelt. Och det är inte heller nödvändigt. Det finns smidigare 

lösningar. 

L-Jetronic bränsleinsprutning fungerar bra på turbomotorer. 

Här sitter luftmängdmätaren monterad på 

turbons sugsida. 

Om motorn har ett elektroniskt insprutningssystem kan man 

öka bränsletrycket. För mekaniskt system - K-Jetronic - är 

detta inte lika effektivt. För EFI kan man förlita sig på denna 

metod som enda justering upp till ca 0,30 bar laddningstryck. 

Vid högre tryck måste den kombineras med andra 

åtgärder. 

Men om man höjer trycket lika över hela registret kommer 

man att få för fet blandning i det oladdade området - tomgång 

och låg belastning. Därför använder vi bränsletrycksregulatorer 

som höjer bränsletrycket progressivt, så 

att t ex en ökning av laddningstrycket med 0,25 bar ökar 

bränsletrycket med 0,5-0,75 bar.

Progressiv bränsletrycksregulator monterad på Volvo 

940. (vid pilen) 

För högre laddningstryck används en s k bränsledator, antingen 

ensam eller tillsammans med progressiv bränsle-trycksregulator. 

En bränsledator är i princip ett extra insprutningssystem 

av enklare slag, som endast arbetar vid övertryck. 

Det kan ha en eller flera spridare av pulstyp, som placeras 

före spjället, eller ibland i motorns insugningsrör. Styrenheten 

känner av laddningstryck och varvtal, och tillsätter det extra 

bränsle som erfordras. Alltsammans är kompakt och enkelt, 

lätt att koppla in, och lätt att avlägsna och flytta till nästa bil 

om så önskas. Och orginalsystemet lämnas opåverkat, med 

bibehållen bränsleekonomi vid normal körning. 

Kopplingsschema för PIC 5 bränsledator. 

Det är också möjligt att modifiera original bränsleinsprutning, 

med oftast både dyrbart och opraktiskt. K-Jetronic kan påverkas 

genom gnistbearbetning med laser av de slitsar som 

mäter upp bränslemängden. Men det leder till hög bränsleförbrukning 

och ojämn CO-halt. Elektroniska sprut kan programmeras 

om. Men kostnaden för att göra göra ett ”Master-prom” 

är mycket hög: 20-40 000 beroende på omfattning 

av tester.Så att förutsättningen för att programmera 

om original styrdator är liten när det rör sig om en enda 

applikation, om det inte finns ett färdigt ”prom” för ändamålet. 

Om man bygger upp en turbomotor från grunden, t ex för 

seriöst tävlingsbruk, och har en budget som tillåter, skall 

man satsa på ett insprutningssystem som från början är 

designat för den önskade effekten. Mekaniska Kugelfisher 

finns för höga effektuttag. Dessa skall vara tredimensionella, 

d v s de skall styras av varvtal, gaspådrag och laddningstryck. 

Även K-Jetronic finns framtagen för relativt höga effekter, 

till bl a Porsche och Mercedes. 

97 

En rad olika signaler kan användas för att 

styra EPIC. Normalt räcker 4-5 ”inputs” 

Men störst möjlighet har man om man utnyttjar elektronik 

och modern datateknik. Då kan man få ett kompakt och 

smidigt system som med enkla ingrepp kan justeras att med 

stor precision portionera ut rätt bränslemängd. Det finns 

databoxar som man kan styra med en PC eller till och med 

en hemdator. Man kopplar in sig på systemets styrenhet 

och gör erforderliga justeringar, varefter uppgifterna lagras 

i boxens minne. Mer om dessa system kan du läsa under 

rubriken ”Bränsleinsprutning”. 

Gemensamt för dessa datoriserade insprutningssystem på 

eftermarknaden är att komponenterna vid sidan av databoxen, 

som spridare, pump, m m, kan hämtas från standardsystem, 

oftast Bosch Motronic eller L-Jetronic. 

Eftermonterat EPIC elektroniskt bränsleinsprutningssystem 

på Lotus Esprit.

Tändsystemet 

Ett tändsystem som fungerar bra på en sugmotor duger också 

bra på en turbomotor. Några skillnader finns dock att ta hänsyn 

till. 

Det råder ett högre tryck i turbomotorns förbränningsrum 

än i motsvarande sugmotor. För att gnistan skall kunna bildas 

trots detta bör man minska tändstiftens elektrodavstånd 

till 0,6 mm, om man använder brytartändning. Elektroniska 

system med hög spänning kan ha betydligt större gnistgap. 

För dessa kan man följa handbokens rekommendationer. 

Högre effekt kräver hårdare (kallare) tändstift, men man får 

inte gå för långt, eftersom motorn går bäst med mjuka stift 

då den arbetar utan laddningstryck. För effektökning upp till 

ca 30% kan man behålla standardstiften. I området 30-70% 

brukar det vara lagom att höja hårdheten ett steg från standard. 

Man jämför sedan färgen med tillverkarens rekommendationer 

och justerar eventuellt ytterligare. Viktigt är att 

använda stift med stort värmeområde. 

En turbomotor med lågt kompressionsförhållande går bäst 

med ganska hög (tidig) tändning på låga varv. I övertrycksområdet 

är det däremot nödvändigt att sänka tändningen 

något för att undvika knackning (spikning). Detta kan åstadkommas 

med en dubbelverkande vakuumdosa, som höjer 

tändningen vid undertryck i insugningsröret och sänker den 

vid övertryck. 

Saabs APC-system känner av knackningstendenser, 

jämför med laddningstryck och tändläge och sänker 

trycket då det fordras. 

Om man behåller fördelaren i standardskick bör man sänka 

grundtändningen 2-4 grader under standardvärdet. Har man 

knackningsproblem kan man sänka ytterligare några grader. 

Man skall använda en fördelare med vakuumreglering, 

som höjer tändningen på lågvarv. När man suger genom 

för-gasaren skall vakuumledningen anslutas till insugningsröret 

- den får inte anslutas till förgasaren. 

Fördelare utan vakuumreglering bör bytas ut eller byggas 

om så att området mellan lägsta och högsta tändinställning 

som centrifugalregleras minskar ca 8 grader. 

Ett bättre sätt är att styra tändningen med en elektronisk 

tändförställare (EMS5 och 6) Denna är ställbar för önskad 

tändkurva vid övertryck medelst en ratt eller en skruv. 

När turbon ger övertryck rättar sig tändningen efter tryck 

och varvtal, vid undertryck är tändkurvan en annan. 

Dessa system kan enkelt justeras in för bästa prestanda. 

Spikningstendenser elimineras. Bränsleförbrukningen minskar 

genom att man kan få rätt tändkurva även när motorn 

arbetar oladdad. 

98 

Elektronisk tändförställare tillsammans med laddluftkylare 

eller vatteninsprutning ger möjlighet att uppnå rejäl effektökning 

även med relativt högt kompressionsförhållande. 

Närmast högre linje i figur 7 kan väljas. 

Knacksensor är ett utmärkt sätt att skydda en motor från 

spikningar, om den kopplas till en elektronikbox som styr 

tändningen individuellt för varje cylinder. Men en knacksensor 

tar ibland fel på knackningar och andra motorljud, och sänker 

tändningen ”i onödan”. Används därför sällan i tävlingssammanhang. 

Optimerad “map” för ett datorstyrt 

tändsystem (ovan) kan 

bli ganska komplex. Att åstadkomma 

motsvarande med 

mekanisk tändförställning (till 

höger) är inte möjligt. 

Nya motorkonstruktioner har ibland tändsystem där optimal 

tändkurva beräknas av en dataenhet, utgående från motorns 

varvtal, belastning, temperatur och ev knackningstendenser. 

Dessa system brukar anpassa sig till måttlig överladdning 

utan ändringar eller justering. 

Datorstyrda, programmerbara tändsystem finns även för 

eftermontering, integrerade med insprutningssystem (i ECUenheten) 

eller separat. Detta är naturligtvis den optimala 

lösningen för en modifierad motor, under förutsättning att 

systemet blir rätt programmerat. Dessa system kan förses 

med knacksensor för ökad säkerhet. Att optimalt programmera 

en datorstyrd tändning fordrar körning i bromsbänk 

(rullande landsväg) 

Bäst effekt får man som regel vid den högsta (tidigaste) 

tändning man kan ha innan spikning inträffar. Men man måste 

lämna tillräcklig marginal - ohörbara mindre spikningar inträffar 

oftast innan de hörbara kommer. 

Electromotive HPV3 är ett mycket kraftfullt 

system, som kan programmeras med en PC.

Kamaxeln 

Turbomotorer trivs bäst med ”snälla” kamaxlar, d v s kamaxlar 

med liten duration. Eftersom trycket är högre på både 

avgas- och insugningssidan än på en sugmotor, påverkar 

en ökning av kamaxelvinklarna turbomotorn mera. För ”vassa” 

kamaxlar kan orsaka tillbakaflöde av avgaser in i cylindern 

p g a mottryck i avgasgrenröret efter att man passerat den 

så kallade ”crossover-point”, där avgasmottrycket blir större 

än laddningstrycket. 

Jämförelse mellan kamaxeltider för Porsche 

911 Turbo- och sugmotorer. 

Bilar med fabriksmonterad turbo har ofta kamaxlar med mycket 

liten duration. Man anser att effekten i det turboladdade 

området ändå är tillräcklig, och inriktar sig på att optimera 

vridmomentet i det lågvarvsområde där turbon ger minst 

hjälp. Men man förlorar därmed den snärtighet och varvvillighet 

som en något vassare kamaxel skulle ge.Man kan 

ofta med fördel byta till en kamaxel från motsvarande sugmotor 

med insprutning, eller - ännu bättre - en specialdesignad 

effektökningskam för turbomotorn. Detta kan ge både högre 

effekt, lägre avgastemperatur och en motor med trevligare 

köregenskaper. 

En sugmotor som turbomatas för landsvägsbruk, där effekten 

ökas 30-70%, fungerar oftast bra med original kamaxel. 

Då har man också fördelen av oförändrade tomgångs- och 

lågvarvsegenskaper. Tävlingsmotorer kan använda sugmotorkamaxlar 

avsedda för rally och rallycross med måttlig duration. 

Viktigt är att turbon i sådana fall dimensioneras med beaktande 

av kamaxelvalet. Det finns även möjlighet att framställa 

speciella kamaxlar för att optimalt utnyttja turbons 

egenskaper. 

99 

Tryckreglering 

Som ni kan se i avsnittet om kompressionsförhållandet är 

det mycket viktigt att ha rätt laddningstryck. Det finns olika 

metoder att reglera laddningstrycket. 

1. Anpassning av turbinhuset 

2. Ventil mellan kompressorn och insugningsröret 

3. Ventil mellan turbinen och avgasgrenröret 

4. Variabel nosselarea, VNA (el variabel geometri, VG) 

Metod 1 fungerar endast på dieselmotorer. Fördelen är att 

metoden är billig, monteringen blir enkel och bränsleförbrukningen 

låg. 

Metod 2 kan utformas på flera sätt. Vanligast är en ventil, 

som släpper ut överskott av luft. Fanns t ex på BMW 2002 

Turbo 1973 och 1974. Denna metod är alltför primitiv och 

används inte längre. 

Turbo med integrerad wastegate. Garrett 

TAO3, avsedd för dieselmotorer. 

Den 3:e metoden är en ventil - kallad wastegate - som låter 

en del av avgaserna passera förbi turbinen efter att önskat 

laddningstryck har uppnåtts. Trycket regleras alltså genom 

turbons varvtal. Detta är den förnämsta metoden och den 

helt dominerande för bensinmotorer. Turbinhuset kan dimensioneras 

så att turboeffekten kommer in vid lågt motorvarv. 

Ford Sierra Cosworth har Garrett T-3turbo, med 

integrerad wastegate för laddningstrycksreglering. 

204 hk i standardutförande. Weber-Marelli 

bränsleinsprutning.

Funktionspricipen för wastegatereglering. 

Ventilen vid 2 öppnar och låter avgaserna 

passera vid sidan av turbinhuset A. (Citroen) 

Separat monterad wastegate. Ventilen här 

öppnar åt motsatt håll jämfört med skissen 

ovan. (KKK) 

100 

Wastegateventilen kan vara separat, eller sammanbyggd 

med turbons turbinhus. Den senare typen kallas integrerad 

wastegate, och är den vanligare. Separat wastegate används 

då man har stora krav på prestanda. Den kan lättare 

justeras till olika laddningstryck, och blir mindre utsatt för 

värme, än den inbyggda modellen. Den kan lättare anpassas 

till erforderlig kapacitet. 

Garrett-turbo med variabel nosselarea. 

Observera de ställbara ledskenorna. 

Metod 4 - variabel nossel-area VNA, eller variabel geometri 

VG - är den senaste, och befinner sig ännu på utvecklingsstadiet. 

Olika lösningar förekommer, men det gemensamma 

är någon metod att variera storleken av den area, som avgaserna 

skall passera just innan de träffar turbinhjulet. Man 

kan därmed uppnå laddningstryck från låga varv, precis som 

då man reglerar med wastegate. Till skillnad från wastegatesystem 

kan man med VNA-system öka turbinhusets A/R 

förhållande, då laddningstryck uppnåtts. På så sätt får man 

mindre mottryck och förbättrad bränsleekonomi. Hittills har 

VNA-turbo mest prövats på stora och medelstora dieselmotorer, 

och man har nått relativt stora förbättringar. Men då 

har man jämfört med metod 1 - d v s avpassning av turbinhus 

med fast geometri. Naturligtvis beroende på att wastegate 

ej förekommit på större relativt lågvarviga dieselmotorer. För 

bensinmotorer fordras ytterligare utveckling, eftersom de 

nuvarande VNA-lösningarna ej blir tillförlitliga vid 

bensinmotorns höga avgastemperaturer. 

Man bör lägga märke till att turboeffekten snarare är motståndsberoende 

än varvtalsberoende. Detta betyder att man 

- vilken reglermetod man än väljer - kan köra med jämn 

hastighet på plan väg utan övertryck. Men om motorns belastning 

ökar, genom att man kommer fram till en backe, 

accelererar eller drar en husvagn, så ökar laddningstrycket 

automatiskt och kompenserar för det större motståndet. 

De mekaniska reglersystem som beskrivs här styrs ofta på 

moderna motorer genom signaler från fordonets databox 

(ECU). Uttag för sådan styrning finns även i vissa programmerbara 

insprutningssystem för eftermontering, t ex Electromotive.

Avgasgrenrör 

Avgasgrenröret till en turbomotor kan byggas upp efter två 

funktionsprinciper: Konstant tryck eller pulserande. Ett mellanting 

mellan dem får man om en pulsomvandlare eller 

pulskonverter används. 

Vid konstanttryckmetoden anslutes primärrören (från avgasportarna) 

till ett samlingsrör med stor rymd och diameter. 

Volymen i samlingsröret skall vara minst 1,4 ggr cylindervolymen. 

I samlingsröret utjämnas pulserna, och turbinen 

drivs av en jämn gasström. 

Ett pulssystem skall ta vara på pulserna från de separata 

cylindrarna, och turbinen drivs då av tryckvågor snarare än 

av en jämn gasström. För detta ändamål gäller så liten volym 

i grenröret som är möjligt, utan att orsaka onödiga tryckfall. 

Primärrören bör ha samma diameter som avgasportarna i 

topplocket, eller riktigare: samma snittarea som avgasventilen 

frilägger vid fullt lyft. Mest fördelaktigt är separata primärrör 

ända fram till turbinhusets inlopp. Om två eller flera primärrör 

anslutes till ett gemensamt rör, skall diametern inte öka 

i samlingsröret, eller öka endast obetydligt. 

Avgasgrenrör enligt pulsprincipen kan också - som 

här - ha primärrören anslutna till ett samlingsrör. 

Viktigt är att cylindrar anslutna till samma samlingsrör 

har jämna intervall mellan arbetstakterna. 

En jämförelse mellan systemen visar att puls-systemet ger 

snabbare laddningstryck och bättre vridmoment på låga varv. 

Konstant tryck ger bättre resultat vid konstant varvtal och 

mycket höga laddningstryck. Detta beror av att turbinen arbetar 

effektivare med ett jämnt flöde. Vid mycket höga 

laddningstryck kan turbinen inte dra full nytta av pulserna, 

eftersom den inte är lika effektiv vid expansionsförhållanden 

över ca 1:3. Man kan säga att den ”kapar” tryckvågorna. 

Slutsatsen blir att konstanttryckmetoden lämpar sig väl för 

marina applikationer och liknande, där man har en motor 

som arbetar vid relativt konstant varv under lång tid. För t 

ex person- och lastbilar med deras starkt varierande effektuttag 

är pulsmetoden fördelaktig, p g a bättre respons. 

Turboanläggningen påverkar motoreffekten genom tre parametrar: 

Laddningstryck och temperatur i insugningsröret samt mottryck 

i avgasgrenröret. Effekten av de två första är tydlig: Ju 

större massflöde desto högre effekt. Vid jämförelse mellan 

flera system kan det därför ofta vara en användbar metod 

att studera avgasmottrycket, och försöka välja den metod 

som ger lägst mottryck vid lika värden för tryck och temperatur 

i insugningsröret. 

101 

1. Lagom långa primärrör: 

Den reflekterande pulsen 

anländer efter att avgasventilen 

har stängt. 

2. Kortare rör: Den 

reflekterande pulsen 

anländer under spolningsfasen 

och försämrar 

motorns funktion. 

3. Ännu kortare rör: Den 

reflekterande pulsen ger 

viss förstärkning av 

ursprungspulsen, men 

hindrar delvis spolningsfasen. 

4. Mycket korta rör Den 

reflekterandepulsen 

förstärker ursprungspulsen 

utan att störa spolningsfasen. 

Trots högprestanda behöver man inte ha lika långa 

primärrör till denna Peugeot V6 för C1. Observera att 

samlingsröretsdiameter ej överstiger primärrörens. 

Motorn är på 2700cc och ger 650 hk.

Rätt 

Rätt 

Rätt 

Fel 

Fel 

Fel 

Uttag till separat wastegate skall arrangeras så att 

det dynamiska trycket når wastegaten, när pulsmetoden 

används. 

När en avgasventil börjar öppna kan trycket i cylindern vara 

6-10 gånger atmosfärtrycket, medan trycket i avgasgrenröret 

ligger nära atmosfärtrycket. Under ventilöppningen är 

tryckfallet över den stängda porten stort. För god respons 

och tidig laddning är det därför fördelaktigt att öppna ventilen 

snabbt och gärna något tidigare än för en sugmotor. På 

så sätt vinner man energi till turbinen. 

Som vi redan sagt ger mindre volym i avgasgrenröret snabbare 

fyllning och därmed snabbare respons. Men trycket 

sjunker också snabbare efter pulsen, och ger möjlighet till 

bättre tömning av cylindern under överlapperioden, eftersom 

trycket i insugningsröret kan överstiga trycket i avgasgrenröret. 

Lika längd på primärrören är att föredra, eftersom det gör 

att pulserna till turbinen kommer med jämna intervaller. Men 

med pulskonverter minskar man behovet av lika rörlängd. 

Kortast möjliga rör ger störst energi till turbinen, och god 

respons. Allt för långa rör kan ge ett fenomen med reflekterande 

pulser som träffar avgasporten under nästa öppningsperiod, 

och motverkar tömningen. Vid högeffektmotorer tvingas 

man ibland tillgripa längre rör för att skydda turbon mot för 

stora påfrestningar, samt göra motorn varvvilligare i det 

oladdade området. Skall man arbeta med långa rör, kan 

man behöva lite tester för att komma rätt. 

Har man ett turbinhus med dubbla inlopp, skall primärrören 

anslutas i tändningsföljd, så att varannan puls träffar höger 

resp vänster ingång. T ex för en fyrcylindrig motor med tändföljd 

1-3-4-2, skall 1 och 4 anslutas till den andra. 

Emellertid motverkas fördelen med dubbelt inlopp av 

wastegaten som förenar rörsystemen. Under förutsättning 

att man inte använder två wastegates per turbo, en för varje 

inlopp i turbinhuset, har man begränsad fördel av delat turbinhus. 

Dubbla inlopp i turbinhuset passar endast vid jämnt antal 

cylindrar. I övriga fall gäller enkelt intag. 

Idealiskt är grupper om 3 cylindrar till varje turbo, då används 

T-hus med enkel ingång. Vid fyra cylindrar per turbo 

kan delat turbinhus övervägas. Vid två cylindrar per turbo 

skall pulserna utjämnas med hjälp av en pulskonverter, för 

att ge turbon jämnare drivning. 

102 

Enkel pluskonverter ”Modulär” pluskonverter 

Vid normal applikation för gatbruk och moderat laddningstryck 

är det tillräckligt att hålla sig till grundreglerna med 

rördiameter samma som avgasportarna, och så mjuka böjar 

som möjligt för bästa strömning. Rören göres korta, utan 

ambition att få lika rörlängd. Reglerna för anslutning i 

tändningsföljd måste dock alltid beaktas, om man ansluter 

fler än tre rör. Anslutning till samlingsrör utformas som en 

”modulär” pulskonverter. 

Avgassystemet efter turbon bör utformas så att det ger minsta 

möjliga tryckfall med godtagbar ljudnivå. Det innebär större 

diameter än normalt, samt ljuddämpare av genomloppstyp. 

Några exempel på grenrörs arrangemang med 

olika motortyper och turbinhus.

Insugningsrör 

Insugningssystemet på turbomotorn skiljer sig från sugmotorns 

mest då en förgasare placeras på turbons sugsida. 

Designen måste uppfylla en rad ändamål: 

- Minimera volymen mellan förgasaren och topplocket, för 

att få god respons och bra lågvarvsegenskaper. 

- Garantera god blandning luft/bränsle. Man måste tänka 

på att bränslemolekylerna är tyngre än luft, och därför vill 

skiljas ut vid skarpa riktningsändringar. 

- Ge lika blandning till cylindrarna. 

- Eliminera oönskad virvelbildning. 

Dessa mål nås ofta genom att hålla små rördimensioner,och 

därvid acceptera ett tryckfall, som inte skulle tolereras på 

en sugmotor. Jämn bränsleblandning är viktigare för funktionen. 

Det gäller att hålla uppe gashastigheten, för att inte 

få utfällning av bränsle på väg fram till cylindrarna. 

En ”suganläggning” måste alltid ha ett kompakt insugningssystem, 

där gashastigheten hela tiden hålles hög. Turbon 

bör sitta högt monterad för att undvika utfällning. 

För insprutningsmotorer (bensin och diesel) ger orginalmotorers 

insugningsgrenrör så gott som alltid ett fullgott 

resultat. Det enda man måste se upp med är ejektorverkan 

då korta insug är anslutna till ett gemensamt samlingsrör, 

och spridarna (bensinmotorn) sitter placerade i rören till resp 

cylinder. 

Om man designar en motor för maximalt vridmoment, och 

har möjlighet och resurser att experimentera kan man försöka 

sig på ett insug för ”dynamisk överladdning”. Då utnyttjar 

man de reflekterande tryckvågor som uppstår när en 

insugningsventil stänger, för att skapa ett tryck högre än 

laddningstrycket i en resonanskammare. Rören till resp cylinder 

skall anslutas till resonanskammaren i tändföljdsordning, 

så att t ex en fyrcylindrig motor som tänder 1-3-4-2 skall ha 

cylinder 1 och 4 anslutna till samma kammare. Krav på lika 

rörlängd gör att detta system blir lättast att genomföra på 

sexcylindriga motorer. De två dämprören från dämpkammaren 

(se fig) skall uppleva tryckvågor med lika mellanrum i tid. 

Dynamisk överladdning hjäper motorn främst på lägre varv. 

Kompressorn måste dimensioneras något mindre för att 

103 

När förgasaren placeras före turbon måste insugningssystemet 

vara kompakt, och turbon sitta 

högt monterad. 

hindra att pumpgränsen genombrytes. 

Frekvensen och storleken på pulserna bestäms av längd 

och diameter på resonansrören (4) samt av volymen i 

resonanskammaren (5). Ju längre rör och ju mindre kammare, 

desto kraftigare pulser. Tendensen är också att med 

kraftigare pulser följer mindre effektivt varvområde för pulseffekten. 

En resonanskammares volym kan vara 2-6 ggr cylindervolymen 

för en cylinder. Resonansrörens invändiga diameter 

bör vara 0,5-1,5 ggr insugningsventilernas diameter. 

Ett system med dubbla resonanskammare kan ge två varvtalsområden 

med förhöjt tryck. Nedan avbildade CSer´s system 

gav trycktoppar vid 1500 och 2000 varv. Med annan 

volym på ”blindtanken” kan topparna flyttas. 

Insugningssystem för dynamisk överladdning.

Vatteninsprutning 

I avsnittet om kompressionsförhållandets inverkan har vi 

granskat vad som händer om laddningstrycket blir högre än 

kompressionsförhållandet tillåter. Då överskrids bränslets 

knackningsgräns, och gasen självantänder. Ju lägre temperatur 

gasen har, desto högre tryck kan vi använda. 

Ett sätt att sänka gasens temperatur är vatteninsprutning. 

Dels kyler vattnet gasen på vägen genom insugningsrören. 

Men detta är inte den viktigaste inverkan av vattnet. Av större 

betydelse är det som händer då vattendimman kommer in i 

förbränningsrummet. I cylindern övergår vattnet till ånga, 

och tar därvid upp ytterligare värme från omgivningen. På 

denna punkt är vatteninsprutning effektivare än laddluftkylare. 

Genom kylningen når man högre effekt vid samma laddningstryck, 

eftersom lufttätheten ökar. Dessutom finns möjlighet 

att höja laddningstrycket utan risk för knackning. Man kan 

gå upp till ett laddningstryck ca 0,2 bar över det man kan ha 

utan vatten. 

Vatteninsprutning kan arrangeras på flera sätt. En enkel metod 

är att låta laddningstrycket pressa fram vattnet (fig 9). Fördelen 

med denna metod är att man kan göra systemet progressivt 

- vattenmängden ökar med laddningstrycket. 

104 

Diagrammet ovan är resultatet av ett test kört med 

87-oktanig bensin. Medeltrycket i cylindrarna (x-axeln) 

ökas genom överladdning steg för steg. Vid 168 

psi börjar motorn att ”spika”, med bränsleblandningen 

justerad för bästa ekonomi. Därefter används fetare 

bränsleblandning för att hindra spikning, till detta inte 

går längre (vid 237psi). Men tillsättes vatteninsprutning 

kan man lyckas höja medeltrycket till 

290psi utan ”spikning” - där tog bromsbänken slut. 

Observera att när vatten tillsätts kan bränslemängden 

minskas (nedre kurvan från 237 till 290psi, bränsleförbrukning 

på y-axeln). 

Säkrare är att använda en elektrisk pump, som startas av 

en tryckkontakt. GIK:s satser är uppbyggda efter denna metod. 

En backventil håller vattnet kvar i ledningen samt hindrar 

vattnet att passera då pumpen inte går. 

Vattnet bör sprutas in före turbon. Dropparna finfördelas av 

impellern. Om man suger genom förgasaren kan man sätta 

munstycket i luftrenaren. På en insprutningsmotor luftrenaren 

och turbon. Samma sak då man trycker genom en förgasare. 

Vatten kan även sprutas in efter turbon, men denna metod 

ger betydande nackdelar. Man måste ha en högtryckspump 

för att övervinna laddningstrycket, och vattentrycket måste 

växla med laddningstrycket. Men det viktigaste är att finfördela 

vattnet tillräckligt. Om detta inte sker, kan vattendropparna 

orsaka misständningar, och man får inte heller rätt effekt av 

vatteninsprutningen. 

Man når inte lika bra resultat med vatteninsprutning då man 

har intercooler. Om man sprutar in vattnet före turbon, kommer 

vattnet att till stor del kondenseras i kylaren, och insprutning 

efter intercoolern ger svårigheter med finfördelningen. 

En mindre mängd vatten kan sprutas in även då man har 

laddluftkylare, men effektvinsten blir betydligt mindre än för 

en motor där vattnet ensamt står för kylningen. Vi arbetar 

med att utveckla vatteninsprutningssystem som avpassas 

till laddluftkylare. 

Man måste naturligtvis vara väldigt observant på att insprutningen 

fungerar och att vatten finns i behållaren när 

trycket ställts in så högt att vatteninsprutning är nödvändig 

för att förhindra motorskador. Kontrollampa rekommenderas. 

Vintertid används karburatorsprit eller metanol som frostskydd. 

Spriten ökar också kylverkan. Maximal inblandning 

50%. 

Med vatteninsprutning kan man spara bränsle, genom att 

magrare blandning kan tillåtas vid fullt laddtryck. En annan 

fördel är att motorn invändigt hålls ren från sot.

Laddluftkylare 

Det är en följd av naturens lagar, att en gas som komprimeras 

blir varmare. Vi har nämnt vatteninsprutning som ett 

sätt att motverka detta. Laddluftkylare är en annan metod 

att sänka lufttemperaturen och öka lufttätheten. Man uppnår 

ännu bättre kyleffekt än med vatteninsprutning. 65-75% 

verkningsgrad kan uppnås. Man får därvid en högre effekt 

vid samma laddningstryck trots lägre påfrestning på motorn. 

Den lägre lufttemperaturen ger möjlighet att öka 

laddningstrycket över de värden där knackning inträffar utan 

kylning. Utgångsvärde: Linjen 12,0 i diagram 7 för vattenkylda 

motorer. 

Många lägger märke till att man kan ha högre laddningstryck 

med vatteninsprutning, och tror då att detta är effektivare. 

Så är inte fallet. Täthetsökningen blir större med 

laddluftkylare. Vid samma laddtryck blir effekten högre med 

laddluftkylare än med vatteninsprutning. 

Olika kylmetoder används: Luft, motorns kylvatten eller annat 

vatten, t ex sjövatten för marint bruk. Luft till luftkylare är 

enklast för personbilar, och effektivare än en som arbetar 

med motorns kylvatten. 

En liten laddluftkylare som denna på Audi Quattro förutsätter 

att luften kan styras igenom kylaren. Normal 

placering där laddluftkylare ej är original är framför 

vattenkylaren. 

En suganläggning - med förgasaren på turbons sugsida - 

skall inte ha luft till luft-kylare.Då kommer bränslet att kondenseras 

i kylaren. Endast kylning genom motorns kylvatten 

är användbart i detta fall. Eftersom kylmediet då håller ca 

80oC är metoden inte praktisk utom vid mycket höga 

laddningstryck med de höga temperaturer man då har att 

göra med. 

Kylning med vatteninsprutning eller laddluftkylare minskar 

motorns termiska belastning och ökar därmed livslängden. 

Man kan räkna med att avgastemperaturen sjunker lika många 

grader som insugningsluftens temperatur. På så sätt skonas 

även turbon. 

Laddluftkyl är effektivast när det gäller att nå maximal effekt. 

Men den viktigaste skilladen är driftsäkerheten. En 

laddluftkylare av rejält utförande kan nästan inte krångla. 

Vatteninsprutning däremot kräver tillsyn. Det räcker att man 

glömmer fylla på vatten, så är systemet ur funktion. 

105 

Vattenkyld laddluftkylare kan vara bästa lösningen vid 

mitt- eller bakmonterad motor, eller där utrymmet inte 

tillåter montering i fronten. 

Som exempel kan vi ta en laddluftkylare med 75% verkningsgrad. 

Det betyder att vi kan kyla bort 75% av den temperaturhöjning, 

som kompressionsprocessen orsakar.Om vi 

laddar 1 bar, blir temperaturhöjningen ca 90 o vid normala 

förhållanden, då kompressorns verkningsgrad är ca 70%. 

Med intercooler blir temperaturhöjningen bara 0,25 x 90 o = 

22,5 o . Om vi förutsätter att tryckfallet över kylarern är 

försumbart, blir densitetsförhållandet utan laddluftkylare, vid 

20 o yttertemperatur: 

P T 2 20 + 273 

2 x 1 = x = 1,53 

P T 1 20 + 90 + 273 1 2 

Med laddluftkylare blir densitetsförhållandet 

2 20 + 273 

x = 1,86 

1 20 + 22,5 + 273 

Skillnaden med och utan laddluftkylare blir 21,5%, och detta 

värde speglar effektskillnaden. Nu har vi räknat med ett idealiskt 

förhållande utan tryckfall i kylaren, för enkelhets skull. I 

verkligheten får man alltid något tryckfall, och skillnaden 

blir då lite mindre. 

Fördelarna med laddluftkylning är uppenbara. Det är sällan 

man finner ett tillbehör som både kan öka effekten och motorns 

livslängd, och som så förbehållslöst kan rekommenderas. 

Laddluftkylare till Scania DS 14 idealiskt monterad 

framför vattenkylaren. Denna kylare är dimensionerad 

för en dieselmotor på 420 hk, men skulle räcka till 

en bensinmotor på nästan dubbla effekten.

Michael Jernberg kör rallycross - EM i div 1 med sin 

Escort, numera med restriktor som begränsar luftflödet 

på turbons sugsida. För att kompensera det effektbortfall 

som restriktorn orsakar har vi tagit fram en ny turbospecifikation. 

Turbon är T04BB med keramisk kullagring. 

Kompressordiagram. Till vänster i diagrammet syns ”surge 

line” eller pumpgränsen, utanför vilken turbon inte kan arbeta. 

Om man kommer in i området t v om pumpgränsen 

riskerar man skador på turbon och även motorskador.Om 

man väljer en för liten kompressor hamnar man långt ut till 

höger i diagrammet. Detta ger upphov till hög temperatur 

på insugningsluften, med effektförlust och risk för motorskador 

som följd. 

Val av turbo 

106 

Det är med avsikt vi sparat turbovalet till nästan sist. Man 

bör ha tillgång till övriga uppgifter för att välja rätt turbo. 

Cylindervolym, laddningstryck, reglermetod, kamaxel, sugeller 

tryckmetod, kylning av insugningsluften samt önskade 

köregenskaper är faktorer som påverkar valet. 

Turbon måste vara exakt avpassad för den motor den skall 

användas på. Och att enbart gå efter cylindervolymen duger 

alltså inte. Det finns beräkningsmetoder som leder fram 

till ett visst luftbehov för en given motor, med beaktande av 

de faktorer som nämnts ovan. Genom att göra beräkningar 

för olika varvtal får man fram en kurva, som sedan kan placeras 

in i de olika kompressordiagrammen. Med utgångspunkt 

från dessa kan man sedan välja turbons kompressordel. 

Det gäller att söka den kompressor som ger bäst verkningsgrad 

över bredast möjliga varvregister. Ett högt maxvärde 

är inte till någon glädje om större delen av kurvan hamnar i 

områden med betydligt sämre verkningsgrad. 

När man tagit ut rätt kompressordel, gäller det att välja en 

turbin som får laddningstrycket att följa den önskade linjen. 

Skall trycket regleras med wastegate väljer man ett ”litet” 

turbinhus för att få laddningstryck redan på lågt varvtal. 

Men om huset väljs för litet kan man få motsatt effekt - en 

ökad reaktionstid genom att avgastrycket byggs upp för snabbt 

och bromsar innan trycket i insugningsröret hinner kompensera 

med ökat vridmoment. Dessutom kan avgastemperaturen 

bli för hög! 

Vissa turbo är endast avsedda för diesel- eller insprutningsmotorer. 

Dessa kan inte användas då man monterar en förgasare 

på turbons sugsida, eftersom tätningarna inte kan 

motstå det höga undertryck som uppstår i kompressorhuset 

när gasspjället stänges. En turbo med karbontätning bör 

väljas för denna typ av anläggning.

Man väljer alltså turbons olika delar var för sig och kombinerar 

ihop dessa till en lämplig enhet. Beräkningsmetoderna 

innehåller flera uppskattade faktorer och kan inte ge ett 

exakt resultat. Även med ett givet beräkningsresultat måste 

man välja mellan flera möjliga alternativ. För att välja rätt 

fordras erfarenhet. Den erfarenheten har vi skaffat oss genom 

test- och utvecklingsarbete sedan 1975, och vi tror att 

Du gör klokt i att utnyttja denna erfarenhet genom att låta 

oss hjälpa till med dimensioneringen. Det bästa resultatet 

får Du genom att ange Dina önskemål så exakt som möjligt 

samt ha motordata tillgängliga vid beställning. Slå upp data 

i instruktionsboken och anteckna cylindervolym och kompressionsförhållande. 

Om originalmotorn modifierats på något 

sätt, t ex med vassare kamaxel, så måste vi också få veta 

detta. 

För den som önskar göra egna beräkningar kan vi beskriva 

en tämligen enkel och praktisk metod för ”sizing”, d v s beräkning 

av rätt kompressorstorlek. 

Vc N 

Q = 

1000 

x Ev x 2 x PR x 

1 

T 1 

T 2 

Q = luftvolymflöde i m3 /s 

Vc = Motorns cylindervolym i liter ( vi dividerar med 1000 

för att få svaret i m3 /s ) 

Ev = Fyllnadsgrad då motorn arbetar som sugmotor. 

Antag Ev = 0,85 för standardmotor med ca 50 hk/liter 

0,90 för effektiv motor med ca 65 hk/liter 

0,95 för trimma motor med ca 80 hk/liter 

1,0 för racemotor med ca 95 hk/liter 

1,05 för optimalt modif. motor med ca 110 hk/ 

liter 

N = Motorvarv per sekund. OBS! 

(Divideras med två för fyrtaktsmotor) 

lufttryck i kompressorutloppet 

PR = 

lufttryck i kompressorinloppet 

P2 = 

P 1 

uttryckt i bar 

Antag atmosfärtryck = 1,01 bar vid havsnivå. 

T = Temperatur i kompressorinloppet. Anges i K (absolut 

1 

temperatur) som man får genom att lägga 273 till värdet i 

oC. T = Temperatur i insugningsröret. Anges i K (absolut tem- 

2 

peratur) 

T kan beräknas ur följande uttryck: 

2 

T = T [ 1 + 

PR 

] 

2 1 0,283 -1 

n c 

där n är kompressorns adiabatiska verkningsgrad, som kan 

c 

utläsas ur kompressordiagram. 

För att förenkla beräkningen har vi taget med ett diagram, 

där T kan utläsas som en funktion av PR för olika verknings- 

2 

grader, vid 30o på inloppsluften T . 1 

107 

Saab 16V modifierad till ca 280 hk behöver en större 

turbo. På denna motor använder vi en specialkomponerad 

Garrett T3 med mycket hög kapacitet. 

Garrett turbo av T04S-typ, men mycket special! 

(Kompressorsidan) Framtagen för Formel 1, alla inre 

delar av specialmaterial preparerade för att tåla mycket 

höga belastningar. 

Yamaha snöskoter med dubbla turbo och bränsleinsprutning. 

Tvåcylindrig tvåtaktare 570 cc! När man 

beräknar turbo till en tvåtaktare måste man tänka på 

att den tänder två gånger på samma tid som fyrtaktaren 

tänder en gång. Dubbelt så stor kompressordel 

fordras! Turbinhusets storlek måste avvägas exakt för 

att ge rätt mottryck och samverka med expansionskammaren, 

och att skicka tillbaka pulserna med rätt 

frekvens.

Inverkan av kompressorns verkningsgrad och tryckökning 

på laddningsluftens temperatur (CRANE). 

Man får resultatet i m3 /s. Ett kompressordiagram kan också 

vara uttryckt i CFM (kubikfot/minut), Ib/min (pound per 

minut)eller kg/s. 

1 m3 /s = 2128 CFM 

1 m3 /s = 146,51 Ib/min 

1 m3 /s = 1,1 kg/s 

Ovanstående värden är avrundade och anpassade till de 

värden som kompressordiagrammen brukar vara uppdragna 

för ( 545 R, 29,4 in.Hg) 

108 

Ett Exempel. Vi har en motor med följande data: 

Cylindervolym: 2 l 

Motortyp: 4-takts bensinmotor 

Motoreffekt: 120 hk 

Motorvarv: 108,3 varv/s (6500 varv/m) 

Max laddningstryck: 0,5 bar (vi behåller std komp) 

Lufttemp T : Vi antar att insugningsluften håller 30 1 o (bättre 

att välja för högt än för lågt). Vi arbetar med absolut temperatur 

(Kelvin). 

T = 30 1 o + 273o = 303 K 

Tryckförhållande PR =P /P = (1,0 +0,5)/1,0 = 1,5 

2 1 

Lufttemperatur efter turbon avläses ur figur sid 27 . Vi 

antager kompressorns verkningsgrad till 0,70. Vi antager 

atmosförtryck = 1 bar. Tryckfall över luftfilter sänker, men 

vi bortser från detta. 

Vi tar fram vår formel c och stoppar in våra värden: 

Q = 2/1000 x 0,9 x 108,3/2 x 303/365 = 0,124 m3 /s 

Vår ”map” på sid 60-64 är graderad i Ib/m, så vi omvandlar 

0,124 x 146,5 = 18,17 Ib/m eller 0,124 x 1,1 = 0,136 

kg kg/s 

Vi förutsätter att wastegate skall användas. Då gör vi en ny 

beräkning för det lägsta varvtal där fullt laddningstryck kan 

uppnås vid maximal belastning. Vi bestämmer detta varvtal 

till 2500 (väljer vi att låta laddningstrycket komma för 

tidigt, så minskar vi maxeffekten p g a högre avgastryck). 

Vi har fått två punkter att placera in på vårt kompressordiagram. 

Vi lägger dem i höjd med tryckökning 1,5. Det gäller 

att hålla sig ifrån pumpgränsen till vänster, innanför 

kapacitetsgränsen till höger, och inom bästa tänkbara verkningsgrad, 

speciellt för den övre halvan av varvregistret. 

Det går att göra beräkningar även för val av turbinhus. Dessa 

blir dock tämligen osäkra, eftersom vi måste känna avgastemperaturen 

Dessutom har man ofta inte tillgång till diagram 

för turbindelen. Istället får man lita till erfarenhet. Dimensionering 

av turbindelen (”matching”) är dock enklare 

än d:o för kompressordelen på ett sätt. Man kan vid provkörning 

tämligen lätt avslöja om valet är fel. Om man får 

laddningstrycket för sent har man valt för stort turbinhus. 

Om trycket kommer för tidigt är huset för litet . Lämpligt för 

en bensinmotor med maxvarv 6000 är att tryckmätaren passerar 

0 vid 1500-2500 varv/min. Ett för litet turbinhus sänker 

effekten och orsakar hög avgastemperatur. Börja hellre 

prova med för stort hus, än för litet. Då får man en uppfattning 

om effektförlusten, när man byter till mindre hus, och 

kan avgöra om man föredrar att få bättre vridmoment i det 

lägre varvregistret. 

Denna BMW på ca 700 hk har tävlat med två olika 

Garrettturbo: En kombination Garrett T45-51 modifierad 

för tävlingsbruk, samt en annan Garrett byggd för 

F1. F1-turbon ger bättre resultat (mindre tröghetsmoment) 

men den är också tio gånger dyrare!

Tvåtaktsmotorer 

Olika motortyper 

Tvåtaktsmotorer återfinns inte bara i motorcyklar utan även 

i båtar, snöskotrar, handburna motorredskap och faktiskt 

vissa bilar. Här skall vi främst ägna oss åt motorcyklar.Jag 

förutsätter att läsaren som kommit såhär långt har klart för 

sig hur tvåtaktaren arbetar. Vi kommer inte att ägna oss åt 

dieslar eller tvåtaktare med extern spolpump utan helt inrikta 

oss på vevhusspolning. 

A. ARBETSTAKT B. AVGAS & INSUG C.KOMPRESSIONSTAKT 

Tvåtaktsmotor med tvärspolning 

Några definitioner känns bra att börja med. Spolpump, 

spolsystem, matning och avgassystem. Spolpump är vevhuset 

på små bensinmotorer. På en stor fartygsdiesel använder 

man vevhuset till andra saker och sköter spolningen 

eller försörjningen av spolbältet med en separat blåsmaskin 

eller kompressor. 

Spolsystemet är metoden att introducera spolgasen i 

förbränningsrummet. På diverse sätt försöker man separera 

spolgaser från avgaser genom att leda spolgasen in i 

förbränningsrummet särskilt listigt eller så långt från avgasporten 

som möjligt. Nedan följer en beskrivning på de tre 

vanligaste spolsystemen: Tvärspolning, rakspolning och 

vändspolning. 

Tvärspolningen innebär att man använder en spolport placerad 

mittemot avgasporten. För att inte spola ut all spolgas 

i avgasröret har kolven en kam på domen som styr upp 

spolgasen mot tändstiftet. Tvärspolning ger låg spolyta och 

dålig renspolning vilket ger låg specifik effekt. Kolven blir 

tung och varm pga. kammen. Det begränsar både varvtal 

och effektuttag. Därför lämpar sig inte tvärspolning för höga 

effektuttag. 

Rakspolningen är i princip den ädlaste av spolformer med 

mycket god renspolning. Den kännetecknas av sin avgasventil 

istället för avgasport styrd av kolven som i de andra 

systemen. Det skapar förutsättningar för assymetriska 

öppnings- och stängningstider men kräver ett ventilarrangemang 

i topplocket som brukar begränsa varvtalet. 

Därför inte aktuellt för MC men faktiskt väldigt lämpligt för 

turbo. Används av turboladdade tvåtaktsdieslar i större fartyg. 

De motorer som är aktuella för MChar uteslutande vändspolning 

som också kallas för Schnurle Loop Scavenging efter 

sin uppfinnare. Vändspolningen använder en nära nog plan 

kolv och har i sin enklaste form två spolportar på varsin 

sida om avgasporten. I en modern MC-motor typ Yamaha 

RD 350, TZR125, Suzuki RGV250 etc jobbar man med fem 

eller sex spolportar i ett mönster runt cylinderväggen. Normalt 

brukar huvudspolportarna ha en kraftig bakåtsvepning 

i horisontalplanet från avgasporten medan vertikalvinkeln 

är nästan noll. Ju längre bak i cylindern ju mindre blir 

bakåtsvepningen men i gengäld ökar vertikalvinkeln. För 

spolportar mitt emot avgasporten är vertikalvinkeln runt 45 

grader. Spolportarna brukar öppna runt 120 vevgrader 

ATDC(After Top Dead Center). Avgasporten kan vara en- 

109 

kel, dubbel eller tredelad och öppnar 100-80 grader ATDC. 

Matning av vevhuset kan ske med tre olika metoder; kolvstyrning, 

reedventiler eller slidmatning. Alla former förekommer 

men motorcykelmotorer av idag använder främst reedventiler. 

Snöskotrar, som har en annan typ av transmission och inte 

behöver lika brett dragregister, har ofta kolv- eller slidmatning. 

Turboladdning går bra oberoende av matningsmetod. 

Tvåtaktaren skiljer sig från fyrtaktsmotorn på en rad uppenbara 

punkter men har tre skillnader som dominerar gasväxlingen. 

För det första kan tvåtaktaren varken andas in 

eller ut för egen maskin. Därför spolpump och spolsystem 

som ”motar” ut avgaserna. För det andra är överlappet lika 

stort som spolfasen och exponerat för hela slagvolymen. 

Den tredje skillnaden är att gasväxlingen avslutas av 

avgasperioden.De två första skillnaderna gör tvåtaktaren 

känslig för tryckdifferensen över motorn vilket är viktigt när 

man turboladdar. Den sista innebär att utformningen av 

avgassystemet är viktigare än på fyrtaktare och därför skall 

ägnas viss uppmärksamhet. 

Mopeder, gamla bilar och handburna motorredskap är exempel 

på tvåtaktare med passiva avgassystem. Avgassystemet 

är då bara en ljuddämpare som egentligen gör varken 

bu eller bä för motorns effektkurva under förutsättning 

att de inte är så täppta att de bygger upp för mycket stationärt 

avgasmottryck. Antingen räcker inte platsen till för ett 

aktivt avgassystem eller så finns inte behovet av hög effekt. 

Motorcyklar kan förekomma med båda typer. 

Samtliga tvåtaktare som använder aktiva avgassystem strävar 

efter att generera en tryckhistorik i avgasporten som underlättar 

gasväxlingen. I avgasporten vill man ha ett lågt tryck 

under spolningen; särskilt den senare delen när vevhuset 

pumpat färdigt. Motorcyklar, snöskotrar och rena racerbåtar 

använder aktiva avgassystem av expansionskammartyp vilket 

fungerar på en cylinder i taget och alltså är cylinderantalsoberoende. 

Här kommer ingen assistans från andra cylindrar 

utan bara från cylindern själv. De sker i ett rör som 

förändrar sin tvärsnittsarea som funktion av rörlängd och 

därmed reflekterar tillbaka en andel av den utåtgående 

kompressionsvågen. Först kommer en areaökning som genererar 

undertrycksvågen som önskas åter i mitten av 

spolfasen runt nedre dödpunkt. Den konvergenta bakre delen 

reflekterar tillbaka en kompressionsvåg som skall återkomma 

efter spolfasen. Man kan säga att expansionskammaren 

fungerar som en gasdynamisk cykelpump som går med 

samma frekvens som motorn; en avgasdriven kompressor i 

sig själv alltså! Om avgasporten har en duration över 190 

vevgrader kan man utnyttja restvågor från föregående avgasperiod 

som fortfarande ”ringer” i expansionskammaren och 

Lennart Zander är expert på tvåtaktsmotorer och är den som står 

för innehållet i den här artikeln. Här med sin turboladdade Yamaha 

TZR 125 cc - encylindrig! Effekten mer än fördubblad.

superponera dem på det ursprungliga mönstret och nå ännu 

högre effekt. I princip alla tvåtaktare med rörlig avgasport 

utnyttjar denna effekt och även racermotorer med fast avgasport 

inom road racing, go kart eller snöskotrar med separata 

expansionskammare. Ger den högsta nu kända specifika 

effekten alla kategorier sugmotorer. Bromsade medeltrycket 

omräknat som för fyrtaktare kan nå 24 (bar)! På fyrtaktare 

behövs c:a 1 (bars) laddtryck för att nå detta! 

Aktiva avgassystem; kompaka 3:1-metoden I fallet 

utombordsmotorer, speciellt större, strävar man efter att 

skapa trecylindergrupper som hjälper varandra med gasväxlingen. 

Trecylindrigheten ger 120 vevgrader mellan 

cylindrarna och det ger på rimliga avgasportsdurationer ett 

litet avgasportsöverlapp mellan cylindrarna. OBS att detta 

inte är samma sak som överlappet i vanlig mening som bara 

rör en cylinder och indikerar överlappet mellan luft och avgassida! 

När en cylinders avgasport håller på att stänga utnyttjar 

man granncylinderns utåtgående tryckvåg för att trycka 

tillbaks färskgas till cylindern. Bäst funktion får man med 

kortast möjliga rör mellan cylindrarna. Ibland kompletteras 

denna typ av lösning med en gemesam diffusor för att generera 

en dekompressionsvåg. Det kräver att alla tre 

cylindrarna går samman i ett gemensamt byxrör så nära 

avgasportarna som möjligt och sedan övergår till en diffusor 

Längden till diffusorn är en avgörande parameter för vid vilket 

varvtal som diffusorn skall fungera. Trots mycket kompakta 

system får denna lösning en positiv inverkan på effektkurvan. 

Assistansen fungerar inom ett tämligen brett varvtalsområde 

och upphör när nämnda tryckvåg inte längre hinner 

fram i tid. Därför fungerar metoden bara upp till ett visst 

maximalt varvtal som i huvudsak definieras av cylinderavståndet. 

Omfattningen av assistansen är mindre än för 

expansionskammare men väldigt kompatibel med turbo pga 

sin kompakthet och breda varvtalsassistans. 

Turboladdning av tvåtaktsmotorn. 

Det är normalt av vikt att placera turbinen så att avgaserna 

inte har för lång väg, för att behålla värmen och för att dra 

nytta av pulserna. Men på en tvåtaktare måste man vara 

extra försiktig, så att man inte bygger in någon ”sjuk” tryckhistorik. 

Detta kan på en flercylindrig motor vara tryckvågor 

från andra cylindrar, eller tryckvågor från den aktuella cylindern 

själv, som kommer vid fel tillfälle. Om en moderat trimmad 

fyrtaktare påverkas +/- 10% i effekt av dålig geometri på 

avgassidan, så kan en tvåtaktare få sin effekt halverad samtidigt 

som man riskerar att den smälter ner. 

För trecylindriga applikationer kan man bygga ett impulsuppladdningssystem 

med mycket goda förutsättningar för 

god funktion. Bygger man på motorer som från fabrik har 

expansionskammare eller snarlika cylinderseparata system 

blir det alltid frågan om liktrycksuppladdning. 

Liktrycksuppladdning kännetecknas av stor volym i grenröret / kollektorn: 

1,5 - 6 ggr cylidervolymen. Ett jämnt avgastryck driver turbon. 

Pulsuppladdning å andra sidan ger ett växlande tryck i grenröret (P p ). 

110 

För att inte smälta ned kolven får en tvåtaktare med kolvstyrd 

avgasport inte gå med alltför hög avgastemperatur. 

Omfattande avgasrör kyler den redan från början låga avgastemperaturen 

ytterligare innan turbinen nås. -Därför matas 

turbinen i turbon till en tvåtaktare med lägre avgas-temperatur 

än de flesta fyrtaktare. 

Tryckdifferensen över motorn 

Det finns ett termodynamiskt uttryck som man kan ställa 

upp över turbon som visar att avgasmottrycket beror på 

laddtrycket, verkningsgraden på turbon och hur mycket avgaser 

man tar ut genom wastegaten. Verkningsgraderna är 

produkten av kompressorverkningsgrad, turbinverkningsgrad 

och mekanisk verkningsgrad. För tvåtaktaren är tryckdifferensen 

över motorn mycket viktig för att spolningen skall 

fungera. Annars går processen baklänges och motorn börjar 

gå på avgaser. Tryckdifferensen är laddtrycket minus 

avgasmottrycket. Förutom att mycket effekt försvinner missar 

man spolningens kylande effekt på kolven som snart 

smälter ner. En tvåtaktare med vevhuset som spolpump fungerar 

som oladdad motor upp till 0,15 (bar) högre avgasmottryck 

än laddtryck, men under laddning behöver motorn mer 

kylning och därmed lägre tryckdifferens. 

För att få bra tryckdifferens över motorn vill man ha höga 

verkningsgrader, höga avgastemperaturer och inte släppa 

för mycket avgaser genom wastegaten. 

Matchning av turbo till tvåtaktaren Turbindelen måste relativt 

kompressordelen vara stor för att slippa wastegata sig 

upp i relativt avgasmottryck. Hur många procent av omsatt 

massflöde man kan wastegata bort innan avgasmottrycket 

blir för högt beror av avgastemperatur, verkningsgrader, 

uppladdningsnivå och hur avgassystemet är utformat. Man 

strävar efter att turbinen skall starta turbon på ett motorvarvtal 

större än det varvtal där avgassystemets undertrycksvågor 

kommer tillbaka till avgasporten när spolportarna öppnat. 

Det existerar alltså en timing mellan avgaspipan och turbinens 

funkion. Det finns också lite speciella krav på utformningen 

av en avgaspipa som går tillsammans med turbo. 

Tvåtaktsturbo innebär låga avgastemperaturer, liktrycksuppladdning 

och stora turbiner för att god funktion skall nås. 

Receptet ger bedrövlig respons för ett fordon som inte körs 

ganska hårt hela tiden. Den landsvägs-MC som passar bäst 

för turbo är ganska liten så att man kan ligga på stora effektuttag 

hela tiden. I tävlingsammanhang är detta mindre viktigt. 

Tror att roadracing är bättre än dragracing. Flygande 

kilometern är perfekt och snöskoterracing likaså. Isolering 

av expansionskammarsystemet rekommenderas ”varmt”. 

Mer exotiska experiment 

En utveckling skulle vara att addera energifrigörelse mellan 

motor och turbin för att höja turbintemperaturen utan att skada 

motorn. Expansionskammaren är stor vilket ger låga gashastigheter 

vilket är bra om man börjar betrakta den som 

potentiell brännkammare. Man närmar sig då ett Hyperbarsystem. 

En annan väg att gå är att använda katalytisk förbränning. 

Ett krytt spolsystem lämnar ut c:a 25% av motorns 

bränsle och luftomsättning till avgaserna på en sugande 

tvåtaktare. Det leder till en exoterm reaktion över en 

katalysatormonolit och kan säkert höja turbintemperaturen 

200-300 oC vilket skulle tillåta bruk av mindre turbin och 

bättre respons och körbarhet. Att avgaserna blir renare gör 

ju inte så mycket det heller. 

Simulering 

Numera finns det motorsimuleringsprogram tillgängliga som 

medger att man kan dimensionera sin sugmotor eller turbomotor 

i datorn innan man köper på sig felaktiga kamaxlar, 

cylinderhuvuden, ventiler och turboladdare. Hör av Er så 

ger vi ett kostnadsförslag.

Tvåstegsladdning 

Under turbokompressorns första utvecklingstid kunde man 

inte uppnå så höga laddningstryck med bibehållen acceptabel 

verkningsgrad, som man kan med dagens turbo. Då 

gjordes många försök med tvåstegskompressorer och turbiner 

för marint och industriellt bruk. Givetvis endast på dieselmotorer. 

När turbon sedan utvecklades till att kunna arbeta 

med PR-förhållande om 3:1 eller mer, minskade behovet 

av flera steg, och utvecklingen tog andra vägar. 

Sektion av Hispano-Suiza:s tvåstegsturbo. Högtrycksenheten 

till höger, lågtryck till vänster. 

Det är möjligt att bygga turbo som ger mycket stor tryckökning 

i ett steg, men dessa får god effektivitet endast i ett 

begränsat flödesregister. D v s de arbetar effektivt endast 

över ett mycket smalt varvtalsområde, när de appliceras på 

en motor. 

Vi behöver definiera några begrepp för att gå vidare, Med 

PR menar vi tryckförhållandet mellan turbons kompressorutlopp 

och inlopp (P /P ). HP är högtrycksturbon, som sitter 

2 1 

närmast motorn. LP är den turbo som sitter längst från motorn. 

Vid tvåstegsladdning kopplar man turbiner och kompressorer 

i serie. Avgaserna passerar först HP-enhetens turbinhus, 

och går sedan vidare ut genom LP-enhetens. På motsvarande 

sätt trycker LP-enheten luft in i HP-enhetens kompressor. 

Mycket höga laddningstryck kan uppnås på detta sätt. Om 

vi låter LP-enheten arbeta med PR = 3,0, så betyder detta 

att luft med ca 1 bar (atmosfärtryck) komprimeras till 3 bar 

(3 bar totaltryck, d v s 2 bar laddningstryck med normal terminologi). 

Om även HP-enheten får arbeta med PR = 3,0, så kommer 

den att tredubbla inloppstrycket, och trycket till motorn blir 

3 x 3 = 9 bar totaltryck, d v s ett laddningstryck av 8 bar! 

Detta låter fantastiskt för den som handskas med bensinmotorer, 

men är vardagsmat för den som använder dieselmotorer 

för tractorpulling.Ända upp till 17 bar laddningstryck 

används! 

Dessa stora tryckökningar ger också stor temperaturhöjning, 

och man gör därför klokt i att använda laddluftkylare. Helst 

både intercooler och aftercooler, (se skiss). 

Dimensionering av turboaggregaten är väsentlig.Ett exempel. 

Vi tänker oss en motor med följande data: 

111 

Principskiss för tvåstegsladdning, d v s en anläggning 

där insugningsluften passerar två kompressordelar 

efter varandra, och avgaserna på motsvarande 

sätt passerar genom två turbiner. Lägg märke till hur 

wastegateventilerna är kopplade. Den ena wastegateventilen 

reglerar turboaggregatens varvtal i förhållande 

till varandra. Den andra begränsar totala laddningstrycket. 

Fördelen med denna styrmetod är att LP-turbon 

kan ha mindre turbinhus, och att fullt laddningstryck 

på så vis kan uppnås snabbare. 

Volvo Pentas marindiesel KAD42 har också tvåstegladdning 

- under en viss tid. En mekaniskt driven 

kompressor trycker luft in i turbons kompressorinlopp 

under acceleration.Kompressorn kopplas ur 

vid 3100 v/min. Effekten är 230 hk, vridmomentet 

508 Nm redan vid 2000 v/min, ur endast 3,6 l cylindervolym 

Cylindervolym 2 l 

Maxvarv 6000 varv/minut=100 varv/s 

Fyllnadsgrad (sugmotor) 0,85 

Turbo med verkningsgrad 0,70

För att kunna beräkna rätt turbo måste vi först titta på 

temperaturen.Vi antager insugningsluft 20o . Total tryckökning 

3 bar, d v s lika fördelat blir det 1 bar per turbo, PR = 2 (se 

ovan). 

Detta ger följande temperatur efter LP-enheten, om vi antager 

74% verkninggrad för denna: 

T = 20 + 273 [1 + ] = 379K = 106 2 o 2 

C 

0,283 - 1 

0,74 

Nu stoppar vi in en intercooler med 75% verkningsgrad och 

kyler luften före nästa turbo. Vi får följande temperatur efter 

intercoolern: 

106 - 0,75 (106-20) = 41,5oC Luften upphettas ånyo i nästa turbo, HP-enheten: Vi antager 

74% adiabatisk verkningsgrad även för denna : 

T = 41,5 + 273 [1 + ] = 407K =134 3 o 2 

C 

0,283 - 1 

0,74 

Återigen en kylare - aftercooler - med 75% verkningsgrad. 

Temperaturen på luften till motorn blir: 

134 - 0,75 (134-20) = 48,5oC Nu kan vi beräkna volymflöde för HP-enheten (formel C) 

Q = x 0,85 x x = 0,17 m 1 3 2 

100 41,5 + 273 

/s 

1000 

2 48,5 + 273 

Efter detta värde (eller omräknat till lämplig enhet) går vi till 

kompressordiagrammet och väljer lämplig HP-turbo. 

Vi bortser här från tryckfall i kylarna. Vi förutsätter att tryckfallet 

är så litet att det kan försummas vid beräkningarna. 

Nu kan LP-enheten beräknas, med utgångspunkt från den 

luftmängd som fordras till HP-enheten: 

Q =Q x PR x = 0,17 x 2 x = 0,32 m 2 1 3 T 

/s 

1 

20 + 273 

41,5 + 273 

T 2 

Detta är en mycket stor turbo för att appliceras på en 2litersmotor. 

Återstår att välja turbinhus. Här får man prova sig fram. Två 

tryckmätare erfordras, en efter varje turbos kompressordel. 

I vårt exempel med PR = 2 för vardera skall tryckmätaren 

efter LP-enheten visa 1 bar , och mätaren efter HP-enheten 

skall visa 3 bar, när tryckökningen är jämnt fördelad på 

turbona. 

Ett riktvärde att starta med : Välj LP-turbons turbinhus så 

att dess nosselarea är 70-90% större än HP-turbons. 

A/R-förhållande. 

112 

Experimentiell tvåstegsanläggning byggd av 

MILSPEED för bensinmotor Volvo B25. 

Tvåstegsladdning för Tractorpulling. En Garrett T18 

trycker genom en TH08. Traktorn heter Silvia och 

effekten har ökats från original 140 hk till ca 1000 hk 

med 8 bar laddningstryck. 

Kari ”Kalle” Taijonlahti med sin Kawasaki Drag Bike. 

2 st Roto-Master turboaggregat är kopplade i serie 

med en Magnuson Roots-kompressor. Med fullt 

laddningstryck skulle motorn ge ca 500 hk på 1428 

cc med alkohol som drivmedel. Kraftöverföringen 

hindrade emellertid fullt utnyttjande. Bästa tid 

och sluthastighet 8,291 sek /276 km/h.

Sekvensiell turboladdning eller sekvensuppladdning är ett 

sofistikerat system, som inte finns på många fordon ännu. 

Porsche 959 var först, en variant av Mazda RX7 har tillkommit, 

och troligen får vi se även tyngre dieselfordon med denna 

finess! Vi beskriver systemet genom att studera Porsche 

959. 

OBS! Vänster och höger anges efter bilden. 

Fas 1: Vid full belastning och lågt motorvarv går alla avgaser 

till den vänstra turbon (1).Turbon på motsatt sida är blockerad 

genom en ventil (4) som stänger avgasutloppet. Den 

overksamma turbon är på luftsidan isolerad från motorn genom 

en ventil (3) som stänger av tryckledningen mellan I/C och 

motor. Wastegaten (2) är stängd. Avgaserna från höger grenrör 

går över till vänster sida genom överströmningsrör nr 6. 

Fas 2: Strax innan fullt laddningstryck uppnås öppnas avgasventil 

4 något, så att den hittills overksamma turbon kan 

börja ”förbereda sig ”och varva upp. Ventil 3 på insugningssidan 

är fortfarande stängd. Höger turbo hindras från att 

pas-sera genom pumpgränsen av en överströmningsventil 

(8) mellan turbons sug- och trycksida. 

Fas 3: När man nått en punkt där en turbo inte längre räcker 

till, öppnas avgasventil 4 fullt,och överströmningsventil 8 

stänger. Laddningstrycket från höger turbo byggs snabbt 

upp, och öppnar ventil 3 på tryckledningen till motorn. 

Efter fas 3 fungerar anläggningen precis som en dubbel 

turboanläggning. Laddningstrycket regleras med wastegate(2). 

Sekvensiell Turboladdning 

113 

Laddningstrycket byggs upp snabbare med sekvensuppladdning. 

Jfr dubbelturbo streckad linje.

Hyperbar Turbocharging 

För den som är intresserad av mer avancerade tekniska 

lösningar skall vi nämna något om ”hyperbar turbocharging”, 

fortsättningsvis kallat HT. 

HT har utvecklats för dieselmotorer, där man önskar mycket 

höga laddningstryck. För detta ändamål använder man lågt 

kompressionsförhållande. Då är man beroende av högt 

laddtryck redan från låga varv. Man uppnår detta på följande 

sätt: En ”efterbrännkammare” monteras före turbinen. 

Bränsle sprutas in med hjälp av ett insprutningsmunstycke 

och antändes av ett speciellt ”tändstift”. Luft till denna förbränning 

fås via en bypass från turbons kompressordel. Man 

kan välja en mycket stor turbo, eftersom man åstadkommer 

extra avgaser i efterbrännkammaren (EBK),och dessutom 

avleder en del av luften från kompressorn (genom bypasssystemet 

till EBK). Med en större turbo vinner man möjlighet 

att använda högre laddtryck, och får bättre verkningsgrad. 

Nackdelen med för stor turbo , den sena och långsamma 

reaktionen, undviker man genom att producera extra 

avgaser i EBK:n, och därmed öka turbons varvtal. 

114 

På stora dieselmotorer kan man använda HT, så att turbon 

varvas upp av en elektrisk motor. Då börjar kompressorn 

pumpa luft, och EBK:n kan komma igång. Därefter hålls turbon 

roterande av avgaserna från EBK:n och laddningstryck 

finns tillgängligt redan från start. 

Den fördel man vinner med ”sequential turbocharging” är 

att laddningstrycket byggs upp mycket snabbare, och därmed 

vridmomentet på lägre varv . Porsche 959 når fullt 

laddningstryck redan vid 2300 varv/min. Med normalt dubbelturbosystem, 

samma storlek på turbo, nås fullt tryck först 

vid 3500 varv/min. 

Sekvensuppladdning kan även arrangeras på andra sätt. 

Man kan använda större turbo, för att vinna effekt på högre 

varv, istället för att utnyttja fördelar vid lågt motorvarv. Då 

kan man ha kvar normal prestanda på låga varv. Man kan 

också använda turbo av olika storlek. 

Nackdelen är komplexiteten. De tre ventilerna (3, 4, 8) skall 

vara tillförlitliga, trimmas in och styras perfekt för att metoden 

skall fungera tillfredsställande. 

Något att testa på frugans Golf? 

Prov med sekvensuppladdning vid Volvo Lastvagnar 

visar en minskning av responstiden från nollast till 

85 % av fullast med en tredjedel. Dessutom lägre 

avgastemperatur och mindre rök. Ovan tv en principskiss. 

Nedan en bild av anläggningen. Diagrammet 

tv visar medeltryck mot motorvarv.

Hur skyddar man 

turbon från haveri? 

Den vanligaste orsaken till skador på turbo i allmänhet är 

smuts och partiklar i insugningsluften eller motoroljan. Noggrann 

tillsyn av luftfilter, samt täta byten av olja och oljefilter 

är botemedlen. Läckage mellan turbo och luftrenare får inte 

förekomma. 

Om vi bara tittar på bensinmotorer med turbo, finns en annan 

skadeorsak som är ännu vanligare: Koksbildning i turbons 

lagerhus. Detta inträffar vanligen när man stängt av motorn. 

Värmen från turbinhuset sprider sig till lagerhuset. När 

oljan slutat cirkulera, upphettas lagerhuset snabbt och oljan 

börjar koka, med koksbildning som följd. 

För att undvika detta bör man låta motorn gå på tomgång 

tills turbon svalnat något. Det kan fordras 0,5-5 min. beroende 

på hur varm turbon är. Det finns även ett tillbehör - 

kallas ”Turbotimer” - som tillåter att motorn går på tomgång 

den önskade tiden efter att man tagit ur nyckeln. OBS! -Ej 

lämpligt för tättbebyggda områden, där särskilda restriktioner 

finns mot tomgångskörning. Men det finns även andra 

botemedel. 

Vattenkylda lagerhus är ett sådant. När man byter ut turbon, 

kan man fråga efter en bytesenhet med vattenkyld lagerdel. 

Att byta till vattenkyld lagerdel lönar sig endast om det sker 

i samband med utbyte av turbon. Som förebyggande åtgärd 

kan man montera en ”turboräddare”. 

Dessa finns i olika utföranden. Gemensamt för dem är en 

behållare, som inkopplas till turbons smörjsystem. I behållaren 

lagras motorolja under tryck. När motorn stänges av, 

portioneras olja ut från behållaren till turbons lagerhus under 

en tid av 1-3 min. Oljan i lagerhuset byts ut mot kall olja, 

och hinner inte upphettas till kokpunkten. 

Turbotempdiagram 

Diagrammet visar hur oljetemperaturen i turbons lagerhus 

stiger, då motorn stängs av omedelbart efter hård 

belastning. Den nedre kurvan visar temperaturen i 

oljetråget. 

115 

Besiktning 

Registreringsbesiktning måste företas om effekten ökas mer 

än ca 20%. För att fördonet skall kunna godkännas vid en 

sådan fordras att vissa formella krav är uppfyllda. Kraven 

är olika för olika årsmodeller och motortyper. 

Fram till och med 1975 års modell gäller i princip endast en 

gräns för maximala effekten och vridmomentet. Uppgifter 

om dessa värden kan fås från bilmärkets generalagent eller 

från Svensk Bilprovning. 

För årsmodell 1976 och nyare gäller avgasnorm F40 - senare 

A10 och A11. Enligt dessa får endast biltillverkaren 

begära godkännande av tillbehör. Här är det alltså stopp för 

egna initiativ, om man inte råkar ha någon tillmötesgående 

biltillverkare inom den närmaste bekantskapskretsen. Bilfabrikanterna 

har i praktiken fått monopol på marknadsföring 

av tillbehör,åtminstone i den mån motorns egenskaper påverkas. 

För lätta lastbilar gäller fr o m 1992 A13. I princip medför 

detta att samma hinder som redan tidigare gällde personbilar 

också gäller lätta lastbilar - även diesel - fr o m denna 

årsmodell. 

Vi hoppas dock på en ändring av reglerna, så att en fristående 

firma efter test kan få sina produkter godkända även 

på nyare årsmodeller. 

Undantagna från dessa regler är fordon som har en totalvikt 

över 3500 kg eller en cylindervolym under 800 cm3 . För 

dessa kategorier gäller alltså endast att man inte får överskrida 

den av tillverkaren godkända motoreffekten. 

Snitt genom personbilsturbo Garrett TB02. Vid pilarna 

syns oljekanalerna till turboaxelns lagring. Vid överhettning 

och förkoksning kan kanalerna täppas till och turbon 

haverera. Koksbildning kan också inträffa vid axeltätning 

mot turbinhuset.

Bränsleinsprutning 

När det gäller turbomotorer är bränsleinsprutning det klart 

bästa alternativet. Det är flexiblare och lättare att styra vid 

överladdning, jämfört med förgasare. Även för sugmotorer 

är insprutning det alternativ som har framtiden för sig - tittar 

man på nybilsproduktionen ser man snart att förgasare är 

något som håller på att förpassas till nostalgibilarnas värld. 

Insprutning är överlägset på alla sätt utom priset : Högre 

effekt speciellt i mellanvarvsregistret, lättare start, bättre 

bränsleekonomi, renare avgaser. 

Man kan utskilja två huvudgrupper : Elektroniska och mekaniska 

system. Det är lätt att identifiera dem om man tittar 

på insprutningsventilerna : Elektroniska system har två eltrådar 

till varje insprutningsventil. 

För standardbilar är Bosch den klart dominerande leverantören. 

När det gäller Bosch-system sammanfaller ovanstående 

indelning i stort sett med en annan : Kontinuerlig insprutning 

(CIS, K- och KE- Jetronic) och pulsinsprutning (EFI, D- 

L- och LH-Jetronic samt Motronic). 

L-Jetronic översikt (Bosch) 1. Bränsletank, 2 eldriven 

bränslepump, 3 bränslefilter, 4 styrenhet, 5 lambdasond, 

6 insprutningsventil, 7 insugningsgrenrör, 8 

bränsletryckregulator, 9 luftspjällskomtakt, 10 luftmängdmätare, 

11 motortemperaturgivare, 12 tillsatsluftslid, 

13 batteri, 14 tändlås, 15 relä. 

På eftermarknaden,dvs när förgasarmotorer konverteras till 

insprutning, eller då man byter ut original insprutningssystem, 

är det elektroniska system som är mer intressanta. Mekaniska 

system som Lucas, Hilborn och Kugelfisher har i dag 

mindre betydelse. 

Metoden att reglera bränslemängden är med ett EFI-system 

mycket enkel : Man reglerar den tid som insprutningsventilen 

står öppen under ett motorvarv. Tiden bestäms av 

programmerade värden i systemets hjärna, ECU- enheten 

eller styrenheten. Dessa värden påverkas av signaler från 

en rad givare: Vatten- och lufttemperaturmätare, givare för 

tryck i insugningsröret (MAP-sensor), spjällägesgivare och 

eventuell luftmängdmätare. Dessutom naturligtvis varvtalssignaler 

och eventuella signaler från lambdasensorn 

(oxygensensor). 

Tillsatser finns för att reglera varvtalet på tomgång, speciellt 

vid kall motor. Vissa system har ett särskilt munstycke 

för extra insprutning vid kallstart. 

Med dagens digitala teknik är mängdmätaren onödig : Den 

erbjuder en restriktion i insugningskanalen och är utsatt för 

116 

påkänningar som kan ge upphov till driftstörning. Styrning 

med lambdasensor (s k cloosed loop) används för att justera 

kontinuerligt, för att uppfylla emissionskraven (avgasnormerna). 

Oxygensensorn mäter oförbränt syre i avgasströmmen 

och finjusterar insprutningstiden. 

Det finns en rad elektroniska insprutningssystem att tillgå 

för den som vill konvertera eller bygga om sin motor : EFI 

Technology, Zytek, Digital Fuel Injection (Accel), Haltech, 

Electromotive, Holley, Micro Dynamics m fl .De flesta kan 

programmeras med en PC eller laptop (bärbar dator), antingen 

direkt eller via ett interface (mellandel som omvandlar 

signalerna). 

Electromotive insprutning- & tändsystem, översikt 

1 Bränsletank, 2 bränslepump, 3 bränslefilter, 4 styrenhet, 

5 lambdasond, 6 insprutningsventil, 7 insugningsgrenrör, 

8 bränsletrycksregulator, 9 luftspjällskontakt, 

10 a tryckavkännare, 10b lufttimpgivare, 11 motortempgivare 

12 tomgångssolenoid, 13 batteri, 14 tändningsenhet 

med spolar, 15 varvtalsgivare, 16 knackningssensor, 

17 tändstift. 

Några av dessa har även inbyggd möjlighet att styra tändningen 

och således programmera en tändkurva. Andra har 

inkluderat komplett tändsystem, programmerbart. 

Det som gör dessa system så användbara är just att de är 

på ett relativt enkelt sätt programmerbara, och att man kan 

använda en vanlig PC. Att programmera om en originalmonterad 

insprutning är nämligen inte så lätt -det fordras omfattande 

utrustning och kunskaper, samt ett tidsödande arbete. 

Enklast är om man kan koppla datorn direkt till ECU-enheten 

(insprutninssystemets styrenhet). När man måste använda 

interface blir det framför allt dyrare, och lämpar sig 

mest för större användare. Några system baserar programmeringen 

på spjälläget, så att man programmerar bränslemängd 

(insprutningstid) för t ex 30 olika spjällägen vid olika 

varvtal (Throttle position control). Denna metod är mest lämpad 

för sugmotorer med mycket vassa kamaxlar eftersom man 

där har mycket instabila tryckförhållanden i insugningsröret. 

Övriga system fungerar enligt principen att mäta den mängd 

luft som sugs in i motorn, och tillsätta bränsle i proportion 

därtill. Metoden att mäta luftflödet skiljer sig från system som 

hittills förekommit i serieproduktion på standardbilar. 

Luftmassemätare med varmtråd av 

platina.

Saabs egenutvecklade Trionic är unikt dels för att det 

är mycket sofistikerat, dels för den kraftfulla styrdatorn, 

men även för att det är av typ ”Speed-Density”, 

ännu inte vanligt på standardbilar.Styrenheten (i Saab 

9000 2,3 Turbo) har en processor på 32 ”bites”, d v s 

större kapacitet än den som fanns i rymdkapslarna 

under Apolloflygningarna! 

Dagens originalmonterade insprutningssystem 

Först har vi luftmängdmätare bestående av en klaff som 

drages med av luftströmmen (t ex L-Jetronic) 

En potentiometer registrerar klaffens läge och ger en signal 

proportionell mot luftvolymen. Efter korrektion för temperaturen 

får man luftmassan (vikten) och kan tillsätta bränsle. 

Nästa steg är luftmassemätare bestående av en varmtråd, 

som mäter luftmassan genom att denna kyler tråden. (t ex 

LH-Jetronic). Den ström som måste tillföras för att hålla tråden 

vid konstant temperatur ger att mått på hur mycket luft 

som passerat (varmtrådsanemometer). 

Fördel jämfört med klaff-metoden är att man här får massflöde 

direkt utan korrektion, och att denna luftmassemätare 

erbjuder mindre restriktion för den inkommande luftstömmen. 

Men båda dessa metoder har mätenheter placerade i luftströmmen 

till insugningsröret, och dessa utgör ett hinder 

när luftströmmen skall ökas. De kan dessutom inte ta hänsyn 

till luft som tillförs efter mätenheten, t ex genom läckage 

vid spjällaxlar etc. 

Tillbehörssystem och morgondagens originalmonterade 

Speed Density system kallas de som mäter luftmängden 

genom trycket i insugningsröret. Korrigerat med temperaturen 

ger detta ett exakt värde på luftmasseflödet, oavsett 

varifån luften kommer in. Och inga apparater behöver monteras 

som hindrar luftströmmen. Haltech, Electromotive och 

de flesta andra programmerbara insprutningssystem för eftermarknaden 

är Speed- Density system. 

Utifrån signal från MAP-sensorn (Manifeld Air Pressure) 

korrigerad med data för atmosfärstryck, lufttemperatur, vattentemperatur 

och eventuella övriga insignaler bevakar styrenhetens 

dator rätt insprutningstid, den tid (i millisekunder) 

som insprutningsventilen skall stå öppen för att ge rätt bränslemängd 

vid det aktuella varvtalet. Mängden insignaler (inputs) 

kan variera efter behov. Några funktionella skillnader finns 

dessutom mellan olika system: 

117 

Sekvensiell insprutning eller gruppvis insprutning. 

Med sekvensiell insprutning menas att varje insprutningsventil 

kan styras så att dess öppningstid anpassas till insugningsventilens 

öppning. Med detta uppnår man bättre förångning 

av bränslet och kan vinna både i effekt och ekonomi. 

Emellertid står en korrekt dimensionerad insprutningsventil 

vid fullt effektuttag öppen under ca 90% av den tid som 

finns tillgänglig (ett motorvarv) och detta ger inte mycket 

utrymme för justering. Det är bara i mellanvarvsregistret och 

på lägre varv som man kan få en skillnad. 

Korrigering med lambdasond (oxygensensor) 

(sk closed loop) 

Vissa system för eftermarknaden kan styras med lambdasensor, 

för att ytterligare finjustera blandningen. Sensorn 

mäter oförbränt syre. Den genererar en svag spänning, som 

leds till ECU- enheten. Efter denna signal räknar ECU:n 

fram värden för att korrigera insprutningstiden. 

En normal lambdasensor arbetar i ett område nära lambda 

= 1 (14,7 kg luft per kg bränsle). Under acceleration, fullast 

och högre varv behövs fetare blandning för att få full effekt 

och korrigerad temperatur. Då kopplas lambdasonden ur - 

systemet går över till ”open loop”. På en modern katalysatorbil 

brukar lambdakontrollen koppla ur vid ca 3000. 

Ett ytterligare skäl för urkoppling vid högre varv är att 

”cloosed loop” arbetar med fördröjning. 

Signaler från lambdasensorn kan användas som ett hjälpmedel 

vid programmering. Electromotive har ett program (PAF= 

proportionel air/fuel control) där mätvärden kommer upp på 

dataskärmen. Det finns även instrument som läser signalen 

och ger uppgift om blandningsförhållandet,digitalt eller 

analogt. 

Spridartyp ”Peak and hold”. 

Insprutningsventilerna (kallas ibland spridare) finns i två 

huvudgrupper : Med låg resistans (1,2-2,5 ohm) och hög 

resistans (11-17ohm).Många insprutningssystem är endast 

avsedda att styra högohmiga spridare. De högohmiga 

spridarna är i allmänhet avsedda för mindre bränslemängder 

(mindre effekt) än de lågohmiga. 

1983 Lämnade en Formel 1-motor maximalt ca 750 hk. 

Man använde då mekanisk bränsleinsprutning, och tvingades 

av säkerhetsskäl till omfattande kompromisser.Några 

år senare, efter övergång till EFI, använde man ca 1000 

hk under kvalificering, något mindre under tävling - detta 

med i övrigt nästan identiska motorer. Skillnaden låg i att 

man med den kvalificerade övervakningen som fås med 

datoriserad motorstyrning kunde minska marginalerna och 

ändå bibehålla driftsäkerheten.

Bränslesystem för högeffektmotorer 

1. Huvudbränsletank. 

2. Stort bränslefilter med lågt motstånd ca 25 mikron. 

3. Matarpump, lågtrycks- (ev. flera) Grova ledningar på lågtryckssidan. 

4. Avluftningstank. Bensin är en blandning av olika kolväten, 

en del av dessa kokar vid låg temperatur. I en varm tank 

och i ledningarna, bildas ångblåsor. Avluftningstanken är 

till för att avskilja dessa. Dessutom hindrar den att högtryckspumpen 

suger luft då det skvalpar i tanken. 

5. Avluftning (kombineras med påfyllning). 

6. Högtryckspump som väljes efter beräknad maximal förbrukning. 

Maxtryck 7-9 bar (ev. flera pumpar). 

7. Högtrycksfilter ca 10 mikron - helst med rostfri insats. 

De system som arbetar med lågohmiga spridare är som regel 

av typ ”peak and hold”. Dessa sänder först en öppningssignal 

med högre strömstyrka, för att sedan övergå till att 

hålla spridaren öppen med lägre strömstyrka, innan spridaren 

med hjälp av inbyggd fjäder stänger. Ett ”peak and hold”system 

ger snabbare öppning och exaktare pulstid. 

Lågohmiga spridare kan användas också genom att i kretsarna 

inkopplas resistorer, placerade på ledningen eller i ECUenheten. 

Då förlorar man naturligtvis ovanstående fördelar.De 

flesta programmerbara system arbetar med en ”MAP” där 

man på en axel har trycket i insugningsröret, på den andra 

har man motorns varvtal. Schemat fylles på med värden 

som svarar mot motorns fyllnadsgrad vid olika tryck och varvtal 

(volumetric efficiency) 

Ett fält med samma tryck, som går genom hela varvregistret, 

kallas en ”loadsite”. Att fylla ut rutorna kallas ”mapping”. De 

värden som lägges in bestämmer tiden som spridaren skall 

vara öppen, och därmed den bränslemängd som sprutas 

in. 

Det bästa sättet att fylla dessa ”loadsites” (eller belastningsfält) 

med rätta värden är att köra bilen på ”rullande landsväg” 

och mäta blandningsförhållande och effekt för varje 

kombinatrion av tryck och varvtal. Man varierar spridarens 

öppen-tid för att prova ut den bästa effekten, ”fryser” värdet 

och går vidare till nästa ruta. 

Spridartiden mäts i millisekunder. Viktigt är att man har valt 

rätt storlek på spridare, och att bränslepumpen har tillräcklig 

kapacitet. 

118 

8. Fördelningsrör (galleriledning) Bör vara min I.D.= 18 -20mm för att 

minska effekten av de tryckvågor som uppstår då spridarna stänges. 

9. Bränsletrycksregulator inställd för det systemtryck man valt att 

använda. Bör ha uttag för tryckavkänning- skall ge högre bränsletryck 

då det är högt tryck i insugningsröret. Systemtryck min 2,5 

bar. Kan med fördel väljas 4 - 4,5 bar, eftersom det ger mindre 

påverkan av tryckstötar (ovan) och av tryckändring i insugnings 

röret. Dessutom kan man med högre systemtryck välja mindre spri 

dare, som fungerar bättre vid tomgång och lågvarv. 

10. Bränsletrycksregulator inställd på ca 0,3 bar (Regulator för 

förgasarsystem kan användas). För att hålla lite övertryck i 

avluftningstanken. 

Observera att bensinpumpen måste placeras lägre än tanken. Får ej 

köras tom ! Tvära rörkrökar på pumparnas sugsida kan orsaka kavitation! 

Bränslesystem för mer normala motorer 

Speciella detaljer som dagtank och matarpump erfordras ej 

här. I övrigt gäller samma principer som angetts ovan. Kallstartmunstycke 

erfodras oftast inte, eftersom många moderna 

EFI programmeras att ge en extra ”kallstartsskvätt” genom 

de vanliga insprutningsmunstyckena.

Map för Electromotive TEC, före utfyllnad. Varvtal 

på x-axeln, tryck i insugningsröret på y-axeln 

(yttryckt i Kpa, dividera med 100 för att få bar). 

Val av insprutningsventiler och pump 

Hur mycket bränsle behövs? Låt oss ta ett exempel.Vi beräknar 

att den motor vi arberar med skall lämna ca 300 hk. 

Tumregel: 0,5 l bensin per 100 hk och minut. Eftersom Bosch 

anger spridarstorlek i cm3 per minut omvandlar vi till 500 

cm3 . 300 hk och 4-cylindrig motor ger 3 x 500/4 = 375. 

Uttnyttjandegrad 90% gör att vi behöver spridare som lämnar 

375 / 0,9 = 417cm3 Nu har vi fått fram hur stora spridare vi behöver. Tillverkaren 

har uppgifter på hur många cm3 /min en viss spridare 

lämnar. Vi kan hjälpa till med dessa uppgifter. Nästa steg är 

att välja bränslepump. Denna skall kunna leverera ca 30% 

mera än1,5 l/min eller 90 l/tim vid det bränsletryck vi har 

då full effekt utnyttjas. Om de spridare vi har tillgång till är 

något för små kan vi tänja dessas räckvidd genom att öka 

bränsletrycket. (Fordar ställbar bränsletrycksregulator) Kom 

ihåg att kraven på bränslepumpen ökar - den måste kunna 

leverera våra 90 x1,3~120 l/tim vid detta högre tryck. 

Viktigt är också att välja spridare som har rätt resistans för 

den insprutning man skall använda - hög- eller lågohmiga. 

Vi har sagt att programmeringen eller ”mappingen” bör göras 

på rullande landsväg. Det är det bästa - men inte enda 

sättet. Programmering kan göras vid körning på väg eller 

med hjälp av data som samlas in vid körning på väg. För ett 

perfekt resultat fordras finjustering på detta sätt även efter 

justering i bromsbänk eller rullande landsväg. 

Haltech ”mixture indicator” visar blandningsförhållande 

mellan luft och bränsle. Längst tv ca 17,5:1, mitt på 

skalan 14,7:1, längst th ca 12,0:1. 

119 

Mätutrustning 

För detta ändamål behöver vi mätutrustning för att mäta 

bränsleblandningen. En CO-mätare kan användas, men är 

inte det bästa, eftersom den är långsam. Bättre är att mäta 

med lambdasond, vars signaler utläses på ett instrument 

som iakttages från förarplatsen. 

Lambdamätare finns i många kvaliteter och utföranden - vi 

har instrument från ca 2000 kr. De kan vara graderade i 

blandningsförhållande eller i lambda-enheter. Man utgår här 

från den stökiometriska punkten som är en blandning av 

14,7 kg luft till ett kg bensin. Lambda definieras som 

lambda = Blandningsförhållande 

14,7 

och blir alltså lambda = 1 för det stökiometriska blandningsförhållandet. 

14,7 kg luft är det som åtgår för att fullständigt 

förbränna ett kg bensin. Lambdavärden mindre än ett resulterar 

i oförbränt bränsle, större än ett blir luftöverskott. 

Det blandningsförhållande som ger maximal effekt 

är något rikare än lambda = 1 (ovan; ca 0,86). Bäst 

bränsleekonomi får man vid något magrare värde än 

lambda = 1 (ca1,05). Men man får en markant 

höjning av kväveoxidutsläppen (NO x ) på en 

katalysatorbil när man kör med magrare blandning 

än lambda = 1. 

Inställningsvärden 

En modern motor kan gå på blandning 14,7:1 vid begränsad 

belastning, upp till jämn fart vid ca 100 km/h. Vid acceleration 

och fullt effektuttag måste den ha fetare blandning 

: 13-12 för en sugmotor och 12,5 - 11,5 för en turbomotor 

vid fullt laddningstryck. Mäter man i stället CO-halten kan 

denna vid jämn fart och låg belastning få vara så låg som 

0,5-0,6%, medan fullt effektuttag fordrar 4-7% för en sugmotor 

och 6-10% för en turbomotor vid fullt laddningstryck. 

Magrare blandning än 14,7 kan ge bättre bränsleekonomi. 

Man kan gå ner till ca 15,5 för lågbelastad motor. Emellertid 

ökar utsläppen av kväveoxider pga högre förbränningstemperatur.

För att starta upp motorn behöver man ha startvärden inlagda 

i programmet - en s.k. ”råbränslekurva”. Den kan man få 

inlagd i förväg när man köper ett insprutningssystem. Kurvan 

är bara användbar för en viss storlek på insprutningsven-tilerna. 

Om spridarstorleken ändras, måste också 

bränsle-kurvan ändras. 

Tillvägagångssätt, ett exempel 

Vi skall ge ett exempel på hur en programmering kan genomföras 

- i stora drag. För detta väljer vi ett Haltech F3 insprutningssystem, 

därför att Haltech är lättast att arbeta med. 

För den som arbetar professionellt med installationer spelar 

detta inte så stor roll, men om man bara skall genomföra 

någon enstaka installation är det en stor fördel att programvaran 

är lätt att handskas med. 

En sladd kopplas mellan datorns serieport (R232) och ECUenheten. 

Man stoppar in disketten och startar programmet. 

(Med kommandot HALRUN eller annat som anges på disketten) 

Bränslekurvan kommer upp som stapeldiagram på skärmen. 

Varje stapel visar hur länge spridaren står öppen vid ett visst 

tryck i insugningsröret. Ju större belastning på motorn, desto 

högre blir trycket i insugningsröret. Vid tomgång skall 

trycket vara ca -0,7 bar, men det kan vara högre beroende 

på kamaxel . 

Den stapel som justeras är ljus, övriga mörka. Man trycker 

på tangentbordets ”pil upp” för att få mer bränsle (högre 

stapel) och ”pil ner” för att få mindre. 

Det finns ett stapeldiagram för varje 1000-varvsområde. Man 

kan välja att arbeta med 32 eller 64 staplar i varje ”map”. 

En mutter för lambdasonden svetsas fast på avgasröret efter 

grenröret. Oxygensensorn skruvas i och kopplas till instrumentbrädan 

framför passagerarplatsen. Motorn startas och 

får värma upp. Om man använder en oxygensensor med 

elektrisk förvärmning, börjar den visa blandningsförhållandet 

redan efter ca 30 sek. En sensor utan förvärmning tar lite 

längre tid. 

120 

Haltech ”map” som den ser ut på bildskärmen. 

Spridarens öppentid (pulstid) på y-axeln, tryck i 

insugningsröret på x-axeln. Notera pulstid i millisekunder 

nederst tv som gäller för den stapel som t 

justeras (här är det den mörka stapeln). 

Bränslemängden justeras så att motorn visar ca 14,7:1 

(lambda = 1) (gäller för varm motor) En pil visar vilken stapelmotorn 

arbetar på, så det är lätt att justera på rätt ställe. 

Första grovjusteringen görs med alla varvtalsområden hopkopplade 

(all ranges the same). Man får då samma form på 

alla kurvorna utan att behöva justera på mer än ett ställe. 

Motorn varvas upp, och bränslemängden ökas eller minskas 

så att motorn svarar på gasen. Vi ställer in accelerationspumpen 

på ca 60-70% anrikning med 30-40% kvardröjning. 

Nu kopplar vi en tryckmätare till insugningsröret, och placerar 

mätaren på instrumentbrädan. (Gäller för både sug- och 

turbomotor!) Sedan är det dags att köra iväg. Alternativt kan 

en bärbar dator användas för att avläsa trycket.

Ett bränslesystem i princip uppkopplat enligt skissen 

på sid 34, men med dubbla förpumpar och dubbla 

högtryckpumpar. På returen har man en fast 

restriktion i stället för regulator. 

Man måste vara två personer - en som kör, en som iakttar 

instrumenten. Många föredrar att hålla datorn i knät och 

justera under färd. Men man kan med fördel göra på ett 

annat sätt, som lämpar sig bättre när man kör på allmän 

väg, och troligen ger snabbare bra resultat: Passageraren 

läser instrumenten och antecknar.Justering efter antecknade 

mätvärden göres efteråt vid skrivbordet. 

Vatteninsprutning skall ej användas samtidigt som man mäter 

med lambdainstrument. På grund av det extra syre som 

då frigörs, luras instrumentet att visa för mager blandning. 

Figuren längst ned på sidan 36 visar ett enkelt protokoll 

man kan använda för ändamålet. Föraren kör efter ett förbestämt 

schema - jämn fart 1500 varv, 2500 varv o s v. Passageraren 

iakttar tryckmätaren och lambda - instrumentet, 

samt antecknar blandningsförhållandet i den ruta som svarar 

mot aktuellt varvtal och tryck. 

Man kan börja med vissa punkter - t ex -0,6, -0,3, och 0,0 

för varje 1000-varvsområde.Om det gäller en turbobil måste 

man givetvis välja några punkter även i det överladdade 

området. 

Efter körningen matar man in ECU-enhetens program i datorn 

med ett enkelt kommando. Spridartiderna - i millisekunder 

- antecknas i respektive ruta. (Tiderna skrivs ut i 

klartext på dataskärmen under varje stapel). 

Nu är det dags att börja justera. Bäst är att göra ganska 

stora ändringar första gången: Om man t ex noterat blandning 

14:1 vid tryck 0,0, och vill ha 13,0, så är det ganska lätt 

En rad olika möjligheter finns när det gäller insugningsrör 

och spjällhus för elektronisk bränsleinsprutning. 

121 

om nästa mätvärde - vid nästa provkörning - hamnar på t ex 

12, 0. Då vet man att rätt öppentid ligger mellan det första 

och andra värdet i millsekunder som noterats, och man kan 

hitta rätt förmodligen redan vid tredje försöket. 

De staplar som ligger mellan justerpunkterna höjs eller sänks 

så att man för en jämn kurva. 

Man kan avsluta justeringen med ”number of bars doubled”, 

d v s 64 staplar i varje ”map”. 

Men dessförinnan bör man även justera kallstartanriktning 

och accelerationspumpfunktioner. Dessa rutiner är lätta att 

genomföra efter den beskrivning som följer med insprutningssystemet. 

Kom ihåg att inte försöka använda spridartider (pulstiden) 

som är längre än den tid ett motorvarv tar. Vid t ex 7000 

varv/min tar ett motorvarv 60000/7000 = 8,6 millisekunder. 

Att mata in längre tider blir meningslöst! Om detta skulle 

fordras för att få tillräckligt fet blandning, är det dags att 

byta till större insprutningsmunstycken. 

En del bilar av senare datum är utrustade med 

variabelt insug: På låga varv använder man längre 

rör, vid högre varv kopplar en servomotor om till 

kortare insugningsrör. Inkopplingspunkten är 

programmerbar. Används även för tävlingsbruk! 

Något om insugningsrör och spjällhus. 

När man skall montera insprutning på en förgasarmotor fordras 

nytt insugningsrör och spjällhus. Det kan ev. hämtas 

från motsvarande motor med originalmonterad insprutning. 

För högre effekt skaffar man spjällhus med separata spjäll 

för varje cylinder - speciellt viktigt om man har vassa kamaxlar! 

Till V8-motorer finns en rad olika insug att tillgå. Bäst 

är även där separata kanaler och åtta spjäll, men dessa är 

ganska dyra. Billigaste alternativet är att borra hål för spridare 

och svetsa spridarhållare på original förgasarinsug. 

(Vi har hållare). Då behöver man bara skaffa spjällhus. Även 

där finns ett budgetalternativ: Vissa förgasare har en löstagbar 

underdel med spjäll. Kompletterad med trattar kan 

denna användas som spjällhus.

Download PDF

Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!

Delete template?

Save as template ?