Bi-turbo’s ontrafeld: twee turbo’s, één doel

Werkplaatstip

Twee turbo’s op één motor. Dat klinkt al snel als overdaad of marketingpraat, maar in de praktijk is het net een doordachte manier om trekkracht, efficiëntie en rijcomfort te combineren. Alleen: achter termen als bi-turbo, twin-turbo of 2-stage gaan technisch totaal verschillende systemen schuil. En precies daar loopt het in de werkplaats vaak mis. Want een vermogensverlies, foutcode of laaddrukprobleem aanpakken zonder te weten welk bi-turbosysteem je voor je hebt, is vragen om tijdverlies. Tijd dus om de turbojungle te ontrafelen.

Parallel of serieel: dezelfde naam, ander principe

In essentie bestaan er twee soorten bi-turbosystemen: parallelle en seriële systemen. Ze gebruiken allebei twee turbo’s, maar de manier waarop die samenwerken verschilt fundamenteel.

Bij een parallel bi-turbosysteem werken twee identieke turbo’s gelijktijdig en onafhankelijk van elkaar. Elke turbo wordt aangedreven door een deel van de uitlaatgassen en levert zijn eigen aandeel in de laaddruk. Dat principe leent zich vooral voor motoren met een V-configuratie of gescheiden uitlaatpoorten.

Een bekend voorbeeld vinden we bij de Renault Trafic en Opel Vivaro 1.6 dCi, goed voor 125 tot 145 pk. Hier zorgen twee relatief kleine turbo’s voor een snelle gasrespons zonder complexe omschakelmechanismen. Elke turbo heeft zijn eigen turbine- en compressorhuis, de laaddruk wordt per turbo geregeld via afzonderlijke wastegates, terwijl sensoren de totale druk en luchtmassa bewaken.

Het resultaat is een robuust en voorspelbaar systeem, dat in de werkplaats meestal vrij dankbaar is om te diagnosticeren. De keerzijde: als één turbo minder presteert, ontstaat al snel een onbalans. Vermogensverlies is dan vaak subtiel, maar wel over het hele toerentalbereik voelbaar.

Serieel bi-turbo: klein onderin, groot bovenin

Helemaal anders werkt een serieel bi-turbosysteem, ook wel dual-stage of 2-traps genoemd. Hier staan de turbo’s niet naast elkaar, maar achter elkaar in het systeem. Een kleine hogedrukturbo zorgt voor snelle drukopbouw bij lage toerentallen, terwijl een grotere lagedrukturbo het stokje overneemt zodra het toerental stijgt.

Dit principe kom je onder andere tegen bij de Renault Master 2.3 dCi (M9T), maar ook bij BMW’s bekende M57-diesels, zoals in de 123d en 535d, of bij de Mercedes OM651 en Audi’s 3.0 TDI BiTurbo.

Bij lage toerentallen wordt vrijwel alle uitlaatenergie naar de kleine turbo gestuurd. Die reageert snel en levert onmiddellijk koppel. Naarmate het toerental stijgt, openen bypasskleppen en wordt de grote turbo ingeschakeld. Aan de inlaatzijde wordt de lucht eerst door de kleine turbo gecomprimeerd en vervolgens nog eens door de grote, wat resulteert in een hoge en stabiele laaddruk over een breed toerengebied.

Technisch is dit ongetwijfeld het complexere systeem. Extra kleppen, vacuüm- of elektrische actuatoren en omschakelstrategieën zorgen voor meer mogelijke storingsbronnen. Daar staat tegenover dat het rijgedrag bijzonder soepel blijft, zonder klassiek turbogat.

Wat betekent dat voor de diagnose?

Het verschil tussen beide systemen is meer dan academisch. Het bepaalt hoe je foutcodes interpreteert en waar je moet zoeken. Een foutcode zoals P0299 (underboost) heeft bij een serieel systeem een heel andere betekenis dan bij een parallelle opstelling.

Bij een parallel systeem duidt vermogensverlies vaak op een probleem met één specifieke turbo, een vastzittende wastegate of een lokaal lek in het drukcircuit. De klachten zijn doorgaans niet toerentalgebonden, maar constant aanwezig.

Bij een serieel systeem daarentegen is het toerentalgebied cruciaal. Trekkrachtverlies onderin wijst eerder richting de hogedrukturbo of diens aansturing, terwijl wegvallende power bovenin vaak te maken heeft met de lagedrukturbo, bypasskleppen of vacuümproblemen. Zonder dat onderscheid ga je al snel onderdelen vervangen “op gevoel”.

Geen exoten, wel dagelijkse kost

Belangrijk detail: deze motoren zijn geen zeldzame technologische hoogstandjes. Ze rijden massaal rond in bestelwagens, bedrijfswagens en premium diesels. Dat maakt kennis van hun turbosystemen geen luxe, maar een noodzaak voor een efficiënte werkplaats.

De moraal

Bi-turbo's leveren snelle respons, hoog koppel en sterke prestaties, maar alleen als je weet welk systeem je in handen hebt. Parallelle en seriële systemen werken fundamenteel anders, en dat bepaalt hoe je klachten, foutcodes en laaddrukproblemen moet interpreteren. Een foutcode als P0299 pak je bij een tweefasige diesel nu eenmaal anders aan dan bij een parallelle bi-turbo.

Of zoals altijd in de werkplaats: eerst begrijpen wat er technisch gebeurt, en daarna pas beginnen met zoeken. Dan trekt hij weer zoals het hoort.

Dit artikel is tot stand gekomen met medewerking van Turbo's Hoet (www.th-group.eu / www.turbopartner.com)