Tijdens een tractorpullingwedstrijd is het altijd een bijzonder geluid: een trekker met een turbinemotor. Het geeft je het idee dat je een helikopter of vliegtuig hoort. En dat is niet vreemd, want deze motoren komen uit de luchtvaart. TREKKER duikt in de techniek van deze betrouwbare motoren voor tractorpullers.
Bij een trekker met een turbinemotor valt gelijk de grote uitlaat op. Een dergelijke uitlaat zie je immers niet bij een zuigermotor. Ook vallen de vele leidingen op die langs de motor lopen. Alleen de buitenzijde van de motor verraadt al enorm veel techniek. Deze wordt veel toegepast in vliegtuigen en helikopters. De motoren zijn betrouwbaar voor tractorpullers en leveren veel vermogen voor hun gewicht. Daarnaast zitten er bijzonder weinig elektronische componenten op. Daarover later meer.
De turbinemotoren die de Nederlandse tractorpullingsport veel toepast, zijn van het merk Isotov uit de voormalige Sovjet-Unie. De in de sport bekende versies zijn de TV2 en de TV3. Laatstgenoemde is nieuwer en groter. Ze zijn grofweg gebouwd tussen 1960 en 1990. In Amerika zie je veel motoren van Lycoming. Deze zijn ook bekend als Honeywell T53 en T55. Een aantal jaren geleden stond tijdens de tractorpullingwedstrijd in Made de Amerikaans General op de baan. Deze trekker heeft vier van deze T55-motoren, goed voor ruim 10.000 pk!
Lees verder onder de foto’s; bekijk de turbinemotor tot in detail onderaan dit artikel
Hoewel zo’n motor over heel veel regeltechniek beschikt, is het principe best eenvoudig. In het hart van de motor zit een grote verbrandingskamer. In deze ruimte brandt continu een vlam. Vergelijk het met een terrasheater. Door die kamer stroomt lucht, in de lengte van de motor van de ene naar de andere kant. Een roterende compressor voert deze lucht aan. Dit is ook het eerste deel van de motor.
Deze compressor bestaat uit ringen met schoepen die draaien op een centrale as. Die as loopt van voor naar achter door de motor. Aan de achterzijde, na de verbrandingskamer, zitten eveneens ringen met schoepen. De as gaat draaien als je tegen de schoepen blaast. Vergelijk het met een simpel windmolentje. Om te voorkomen dat de lucht gaat draaien en niet verder de motor in stroomt, zit er na elk draaiend schoepenwiel een ring met schoepen die stilstaan. De ruimte tussen de schoepen, zowel bij de draaiende als de stilstaande, wordt steeds kleiner. Zo bouwt zich een druk op die na elke ring groter wordt.
Een systeem aan de buitenzijde kan de stilstaande schoepen verstellen. Staan ze open, in de lengterichting van de motor, dan kan maximaal lucht door de motor stromen en draait deze op vol vermogen.
In de verbrandingskamer zitten acht brandstofinjectors. Een vonkje van een bougie is nodig om het mengsel te doen ontbranden. Dit hoeft maar één keer. Dit in tegenstelling tot een zuigermotor, waarbij de bougies het mengsel telkens opnieuw moeten ontsteken. De luchtstroom verdeelt zich in de kamer en ‘duwt’ de vlam in de goede richting. Anders gezegd, deze houdt de vlam op zijn plaats.
Voordat de vlam kan branden, moet de as met schoepen dus eerst ronddraaien. Hiervoor zorgt een startmotor. Origineel zorgt een elektromotor hiervoor bij de TV2 en TV3. Van dit starten wordt de elektromotor bijzonder heet. Om deze reden kozen onder andere Whispering Giant en Russian Roulette ervoor om dit met een hydromotor te doen.
De startmotor brengt de as tot een stationair toerental van 5.500 tpm. Een drukmeting aan het eind van de compressor vertelt of er brandstof in de verbrandingskamer mag. En brandstof zorgt voor het overbrengen van dit signaal naar diverse kleppen in het brandstofsysteem. In alle leidingen om de motor stroomt dan ook brandstof voor allerlei regelingen. Een complex systeem en bijzonder doordacht. En dat zonder dat er elektronica aan te pas komt.
De lucht zet door de verbranding uit. Deze uitgezette lucht blaast hard tegen twee ringen met schoepen. Deze ringen zitten ook weer vast aan dezelfde as als waar de ringen van de compressor aan zitten. Door dit proces wil de as dus steeds harder gaan draaien. Door weerstanden resulteert dit uiteindelijk in zo’n 22.000 rotaties per minuut.
Na deze twee laatste ringen met schoepen op de centrale as volgt een nieuwe as met schoepen. Deze kunnen onafhankelijk van elkaar draaien. De twee schoepen van de centrale as blazen de lucht op hun beurt weer hard tegen de twee volgende ringen. Die zijn onderdeel van de aandrijfas. Bij tractorpulling gaat dit vermogen naar de wielen. Bij een helikopter naar de wieken. En zo drijft een door een vlam aangedreven windmolen de volgende windmolen aan.
Een TV2 wekt met dit proces zo’n 1.500 pk op. Daarbij verstookt een dergelijke motor tijdens een run rond de 35 liter kerosine.
Hoewel de motoren bijzonder betrouwbaar zijn, hebben ze ook uitdagingen. De temperatuur van de omgevingslucht is sterk van invloed op het vermogen. Even gas minderen op de baan en vervolgens weer gas geven lukt niet. Vervuiling in de motor zorgt al snel voor minder vermogen. Je kunt de motor dan schoonmaken met water. Dit maakt de componenten weer glad, en dat zorgt voor een betere luchtstroom. Het toerental dat de motor uiteindelijk maakt, druk je uit in procenten. Draait de motor 1,5% minder hard, dan scheelt dit bij een TV2 al snel 300 pk.
Dat de motoren ook bijzonder succesvol kunnen zijn, bewijst Whispering Giant. De trekker is dit jaar Nederlands Kampioen in de Modified- en de Unlimited-klasse.
Auteur: Marcel Klein Braskamp
Lees meer artikelen over tractorpulling op Trekkeronline
Gerelateerde tags: Tractorpulling
