Turbolader
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Funktion des Turboladers
Mit einem Turbolader sollen hohe Drehmomente und somit höhere Motorleistungen erzielt werden. Dies gelingt, indem die angesaugte Luft verdichtet wird. Durch die erhöhte Dichte kann somit bei jedem Einlasstakt mehr Luft/Kraftstoffgemisch in den Brennraum des Motors gelangen. Durch den besseren Füllungsgrad kann mehr Kraftstoff pro Takt verbrannt werden - die Leistung steigt, die sonst üblichen Ansaugverluste verschwinden. Die Wärme- und Bewegungsenergie des Motorabgases werden genutzt, um die Abgasturbine des Turboladers anzutreiben. Die Abgasturbine betreibt den Verdichter. Dieser presst die angesaugte Luft zusammen, wodurch sie sich erwärmt. Im Ladeluftkühler wird sie wieder abgekühlt. Je besser die Kühlung gelingt (größerer LLK, kältere Aussenluft), desto höher ist der Leistungsgewinn bei gleichem Durchfluß.
Problembereiche des Turboladers: Im oberen Drehzahlbereich ergibt sich eine hohe Turbinendrehzahl wodurch die Luft stärker komprimiert wird als nötig. Im unteren Drehzahlbereich erreicht die Turbine nicht die notwendige Drehzahl. Die Luft wird nicht ausreichend komprimiert. Der Motor erreicht nicht die gewünschte Leistung (Turboloch).
Der "verstellbare" VNT / VTG Turbolader
Er bringt im Gegensatz zum normalen Turbolader die notwendige Verdichtung über den gesamten Drehzahlbereich. Dies wird durch verstellbare Leitschaufeln möglich, die den Abgasstrom über das Turbinenrad führen. Motordrehzahl niedrig und hoher Ladedruck gewünscht: Der Querschnitt des Abgasstromes wird vor dem Turbinenrad mit Hilfe von Leitschaufeln verengt. Da das Abgas durch den verengten Querschnitt schneller strömen muss, wird das Turbinenrad schneller gedreht. Dadurch wird auch bei niedriger Motordrehzahl der benötigte Ladedruck erzielt. Motordrehzahl hoch: Der Querschnitt des Turboladers ist dem Abgasstrom angepasst. Die Leitschaufeln geben einen größeren Eintrittsquerschnitt frei, um den benötigten Ladedruck nicht zu überschreiten.
