Motoraufladung

Der Abgasturbolader

Von Andreas Schwager

Inhalt:

• Übersicht Aufladeverfahren• Gründe für Aufladung und Anwendung• Funktion des Turboladers• Der VTG-Lader• Anwendungsbeispiele für den

Turbolader• Quellenangabe

Aufladeverfahren

Übersicht

M e c ha n isc h- Roots-La de r (Kom pre ssor)- Spira lla de r (G -La de r)

A us A b g a se ne rg ie- A bga sturbo la de r- Druc kwe lle nla de r (C om pre xla de r)

Dy na m isc h- Sc ha ltsa ugrohr- Re sona nza ufla dung

Motoraufladung

Übersicht Gründe Funktion VTG Beispiele Quellen

Der Abgasturbolader

Warum Aufladen?

Besseres Leistungsgewicht

Turbomotor ist kleiner als gleichstarker Saugmotor

Verbesserter Drehmomentverlauf

Weniger Verbrauch und geringere Emissionen bei kleineren, aber gleich starken Turbomotoren

Übersicht Gründe Funktion VTG Beispiele Quellen

Zusammenhang Leistung/Drehzahl

Vergleich Saug- und Ladermotor mit gleichem Hubraum

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Motor: Audi 1.8 (grün) bzw. 1.8T (rot)

Anwendung:

• Turbolader wird sowohl an Otto-, als auch an Dieselmotoren verwendet

• Findet Anwendung in PKW‘s und LKW‘s, wurde bei Motorrädern nur kurzzeitig in den 80ern serienmäßig angewandt, floppte aber

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Funktionsweise:

• Ausströmendes Abgas treibt Turbine an (erreichte Drehzahlen von bis zu über 200.000 U/min)

• Turbine treibt 1:1 mechanisch gekoppelten Verdichter an, welcher die angesaugte Luft komprimiert

• Die verdichtete Luft erhitzt sich sehr stark, muss (oder sollte wg. besserer Füllung) deshalb per Ladeluftkühler wieder abgekühlt werden

• Das vorverdichtete Kraftstoff-Luftgemisch (bzw. nur Luft bei Dieselmotoren) gelangt letztendlich in den Verbrennungsraum

• Höherer Verbrennungsdruck = höhere Leistung & mehr Drehmoment

• Folge: stark gesteigerter Fahrspaß

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Schema:

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VTG (Variable Turbinengeometrie) – Lader

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Funktionsweise des VTG‘S

• Bei niederen Drehzahlen (= geringere Abgasgeschwindigkeit) werden die Leitschaufeln auf „zu“ geschaltet; es entsteht eine Düsenwirkung, welche die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases erhöht

hoher Ladedruck bei geringen Drehzahlen

• Bei höheren Drehzahlen (= höhere Abgasgeschwindigkeit) werden die Schaufeln auf „Durchzug“ geschaltet, die Abgasenergie trifft ungebremst auf die Turbine

• hoher Ladedruck wie gehabt auch bei höheren Drehzahlen

• Die Leitschaufeln haben somit auch eine zusätzliche Schutzfunktion gegen überhöhten Ladedruck, der VTG-Lader benötigt somit kein Wastegate-Ventil

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Leitschaufeln geschlossen

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Leitschaufeln geöffnet

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• Mehrbauteile (Leitschaufeln+Gestänge) sind thermisch anfällig, deshalb

• Anwendung des VTG‘s hauptsächlich im Dieselmotor aufgrund der geringeren Abgastemperatur im Vgl. zum Ottomotor

• Aber: zur Zeit wird an thermisch beständigen VTG-Ladern für Ottomotoren geforscht

Auswirkungen des VTG-Laders auf Drehmoment und Ladedruck

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Einige schöne Beispiele für Turbolader im Kfz:

Audi RS6, V8-Biturbo, 460 PS, 560Nm

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Mercedes CDI Motor Hochgezüchteter Dragsterturbo

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Besonders gute Idee:Anwendung in Suzuki GSX1300-R

Leistung: 300PS

Übersicht Gründe Funktion VTG Beispiele Quellen

8xTurbo LS1 57 Chevy Leistung: keine Angabe

Übersicht Gründe Funktion VTG Beispiele Quellen

Übersicht Gründe Funktion VTG Beispiele Quellen

Quellenangabe:

• www.lateral-g.net• Viehweg Lexikon Motorentechnik• TechnikProfi• Holland&Josenhans Technische Mathematik

Fzg.technik• Viehweg Lexikon Fahrzeugtechnik• Skript „Motorentechnik II“ des IVK Uni Stuttgart, WS

02/03• Diverse Bilder aus Google-Suchergebnissen

Übersicht Gründe Funktion VTG Beispiele Quellen

Für Fragen stehe ich nun gerne zur Verfügung.

Ansonsten bedanke ich mich für die Aufmerksamkeit!

ENDE

Andreas Schwager, 3BKKF 2/1, Januar 2005