TURBOLADER FUNKTION UND REGELUNG

Nicht umsonst wird ein Turbolader auch als Abgasturbolader bezeichnet: Die Turbolader Funktion besteht darin, die vom Motor zugeführte Verbrennungsluft zu verdichten - also die Abgase.

Im Gegensatz zu Saugmotoren kann durch diesen Vorteil eine wesentlich bessere Füllung der Zylinder erreicht werden. Die Folge: Es ergibt sich eine höhere Motorleistung, während der Verbrauch gleichzeitig niedrig bleibt und sich die Emissionswerte verbessern. 

BESTANDTEILE DES TURBOLADERS UND DEREN FUNKTION

Während dem Vorgang der Abgasturbo-Aufladung wird ein Teil der Abgasenergie für den Antrieb der Turbine genutzt. Diese Energie aus den Abgasen würde sonst ungenutzt in die Umwelt entweichen.

Die Turbolader Funktion kann so erklärt werden: Eine Welle verbindet zwei Turbinenräder, die in zwei getrennten Kammern liegen. Durch die eine Kammer strömt die Abgas-Luft des Motors und versetzt sie so in rasende Rotation (über 200 000 U/min). Das zweite Schaufelrad wird auch dadurch angetrieben und bläst mit Druck Frischluft in den Brennraum des Motors. Die Leistung des Motors wird dabei deutlich erhöht. Ein Golf TSI hat mit einem kleinen Hubraum von 1.4 Liter zum Beispiel starke 122-160 PS.

Turbolader im Pkw

Allein die Turbo-Aufladung hat es möglich gemacht, dass der Dieselmotor Einzug in Pkws erlangen konnte. Die Vorteile des Dieselmotors mit Turboaufladung, wie eine hohe Wirtschaftlichkeit und Drehmomentstärke haben sich seit vielen Jahren für Nutzfahrzeuge erfolgreich etabliert und überzeugen auch immer mehr Pkw-Fahrer.

Ein moderner Dieselmotor ist durch einen geringen Verbrauch und niedrige Emissionen, eine hohe Leistung und viel Fahrvergnügen inzwischen sehr attraktiv für Autofahrer.

Weitere Abgasturbolader Komponenten

Neben der Turbine enthält der Turbo-Lader auch einen Verdichter. Die beiden Bestandteile sind durch eine gemeinsame Welle mechanisch fest miteinander verbunden. Der Verdichter ist gegenüber der Turbine auf der Welle des Turboladers angebracht. Er saugt die Verbrennerluft an und liefert sie in verdichteter Form an den Motor weiter. Allgemein werden bei Turboladern meistens Zentripetalturbinen und Radialverdichter eingesetzt.

Radialverdichter in der Turbolader Funktion

Ein Radialverdichter besteht üblicherweise aus folgenden Komponenten:

• Verdichterrad
• Diffusor
• Spiralgehäuse
  

Durch die Drehung des Verdichterrads saugt es in Richtung der Längsachse Luft an und steigert so seine Beschleunigung auf eine hohe Geschwindigkeit. Anschließend verlässt die Luft das Verdichterrad wieder in radialer Richtung.

Von dort gelangt Sie in den Diffusor, der die Geschwindigkeit der Luft nahezu verlustfrei verringert. Der Druck und die Temperatur steigen an. Der Diffusor wird neben der Verdichterrückwand aus einem Teil des Spiralgehäuses gebildet.

Das Spiralgehäuse sammelt die Luft und reduziert die Geschwindigkeit weiter bis zum Verdichteraustritt.

Zentripetalturbine

Bei Abgasturboladern für Motoren von Pkw, Nutzfahrzeugen und Industriemotoren werden auf der Antriebsseite ausschließlich Radialturbinen eingesetzt. Diese Turbinen werden auch Zentripetalturbine genannt.

Die Funktionsweise der Zentripetalturbinen ist es, den Druck des Abgases innerhalb des Spiralgehäuses in kinetische Energie umzuwandeln und das Abgas in konstanter Geschwindigkeit dem Turbinenrad zuzuführen.

Dabei ist unter kinetischer Energie, die Energie zu verstehen, die ein Objekt aufgrund seiner Bewegung enthält. Diese bewegte kinetische Energie des Abgases wird im Turbinenrad in Rotationsenergie der Welle umgewandelt. Das Turbinenrad des Turboladers ist so ausgelegt, dass an der Stelle des Austritts nahezu die gesamte kinetische Energie, die aufgebaut wurde, umgesetzt ist.

Regelung des Ladedrucks

Um eine optimale Funktion des Turbomotors zu garantieren, muss der Ladedruck des Abgasturboladers entsprechend an die Motorlast und Drehzahl angepasst werden. Am einfachsten kann der Ladedruck durch ein turbinenseitiges Bypassventil (auch Wastegate genannt) mit einer Unterdruckdose oder einem Ladedrucksteller geregelt werden.

Dabei wird die Turbine so klein gewählt, dass auch bei niedriger Drehzahl die Erwartungen an das Drehmomentverhalten erfüllt werden und eine gute Fahrbarkeit des Motors erreicht wird. Für eine ideale Auslegung der Turbine wird kurz vor Erreichung des maximalen Drehmoments mehr Abgas zugeführt, als es für die Erzeugung des Ladedrucks notwendig ist. Durch den Bypass wird ein Teil der Abgasmenge um die Turbine herum geleitet, wenn der geforderte Ladedruck erreicht ist.

Bei Dieselmotoren speziell für Pkw ist für die Ladedruckregelung mittlerweile standardmäßig eine verstellbare Turbinengeometrie (VTG) mit drehbaren Leitschaufeln zuständig.

Vorteile des Abgasturboladers gegenüber einem Saugmotor

Im Vergleich zu einem gleich starken Saugmotor hat ein Turbomotor bei gleicher Stärke einen geringeren Verbrauch. Die Abgasenergie trägt schließlich zum Teil zur Leistungssteigerung des Motors bei und würde sonst gar nicht genutzt werden.

Aus diesem Grund kann ein Turbo bei gleicher Leistung kleiner als ein Saugmotor ausgelegt werden. Weitere Vorteile des Turboladers mit dem kleineren Hubraum ergeben sich auch aus dessen Reibungs- und Wärmeverlust. Aufgrund der Reduzierung des CO2-Ausstoßes für alle Antriebskonzepte, gewinnt das Modell der Turboaufladung auch beim Ottomotor an Bedeutung. Der Turbolader dient dabei als Technologie für das sogenannte “Downsizing”, um die Verbrauchswerte deutlich zu reduzieren ohne dabei Leistung und Komfort einzubüßen. Der Begriff Downsizing beschreibt also das Verkleinern des Hubraums und der Zylinderzahl. 

Langes Leben des Motors

Wenn Sie einen Turbolader kaufen, ist dieser bei korrekter Nutzung und der Beachtung der Servicevorschriften des Fahrzeug- bzw. Motorenherstellers so konstruiert, dass er normalerweise die Lebensdauer des Motors erreicht.

Ohne die Notwendigkeit einer Wartung oder spezieller Pflege, wird die Arbeit nur durch den Rahmen der Inspektionsarbeiten kontrolliert. Hierbei ist zu beachten: 

• Regelmäßige Ölwechsel
• Wartung der Ölfilteranlage
• Kontrolle des Öldrucks
• Reinigung der Luftfilteranlage
  

Schäden am Turbolader

Sollte es doch zu einer Turbolader Reparatur kommen, ist in 90% der Fällen eine fehlende regelmäßige Wartung der Grund - wäre also vermeidbar gewesen. Bei Turboservice24 können Sie auch Partikelfilter kaufen und Ihren neuen Turbolader günstig im Austausch oder als Neuware bestellen. Die Ursachen für einen Schaden sind meistens:

• Fremdkörper in der Turbine oder dem Verdichter
• Schmutz im Öl
• Mangelnde Ölversorgung (Öldruck/Filteranlage)
• Überhöhte Abgastemperaturen durch Fehler an Zünd- oder Einspritzanlagen
   

Weitere Informationen über Schäden am Turbolader:

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