Was ist ein Turbolader?
Ein Turbolader ist eine Art von Gerät, das auch als Supercharger bezeichnet wird.
Mit einem Turbolader kann komprimierte Luft in den Motor geleitet werden, was zu einer höheren Leistung bei gleichem Hubraum führt. Kleine Motoren in leichten Fahrzeugen sind beispielsweise weniger leistungsstark als große Motoren in Lastkraftwagen, weil sie weniger Luft ansaugen.
Druckluft kann jedoch auch bei kleineren Motoren mehr Luft als üblich liefern. So kann ein Motor mit einem Hubraum von 1.000 cm³ die gleiche Leistung erbringen wie ein Motor mit einem Hubraum von 2.000 cm³, wenn die Druckluft durch einen Turbolader geleitet wird.
Funktionsweise eines Turboladers
Ein Turbolader besteht aus den folgenden Komponenten:
- Turbine: Bauteil, das sich mit den Abgasen als Energiequelle dreht
- Kompressor: Gerät, das die Luft komprimiert
- Gehäuse: Bauteil, das die von Turbine und Verdichter erzeugte Strömung steuert
Die Turbine, die die Form eines Windradflügels hat, wird durch den Abgasstrom des Motors aus dem Auspuffkrümmer angetrieben. Der Verdichter arbeitet mit der Turbine zusammen. Er komprimiert die angesaugte Luft und führt sie dem Motor zu.
Anwendungen von Turboladern
Da der Turbolader durch die Abgase des Motors angetrieben wird, liegt seine Stärke im Betrieb bei hohen Motordrehzahlen, bei denen Abgase aus dem Motor ausgestoßen werden. Da er außerdem die Abgase nutzt, die von Natur aus emittiert werden, ist er effizienter als ein Turbolader und kann die Kraftstoffeffizienz verbessern, wenn er eingebaut wird.
Sie werden häufig in Kraftfahrzeugen eingesetzt, wo die Motoren über lange Zeit mit hohen Drehzahlen laufen, sowie in Schiffen, Generatoren, Baumaschinen, Eisenbahnen und Flugzeugen. In Automobilen und anderen Fahrzeugen werden sie häufig in Kleinwagen und Kompaktfahrzeugen eingesetzt, da die Motorleistung bei gleichem Hubraum erhöht werden kann und die Kfz-Steuer je nach Hubraum variiert.
Oft bedeutet das Wort „Turbo” hinter dem Namen eines Autos, dass es mit diesem Turbolader ausgestattet ist.
Arten von Turboladern
Es gibt drei Arten von Turboladern, je nach Bauweise:
1. Einzelturbolader
Diese Art von Turbolader hat eine Struktur mit einem einzigen Turbolader. Aufgrund des Gewichts und anderer Faktoren wird diese Art von Turbolader hauptsächlich in leichten und kompakten Fahrzeugen eingesetzt.
2. Doppelturbolader
Hierbei handelt es sich um eine Konstruktion mit zwei Turboladern, aber nicht einfach um zwei Turbolader desselben Typs, sondern um eine Kombination aus zwei verschiedenen Turboladern, von denen die meisten so ausgelegt sind, dass sie gut im niedrigen Drehzahlbereich arbeiten.
Dadurch kann zwar das Turboloch reduziert werden, was ein Nachteil von Turboladern ist, aber der Nachteil ist, dass sie schwerer sind und mehr kosten.
3. Twin-Scroll-Turbolader
Wie der Single-Turbolader hat der Twin-Scroll-Turbolader eine einzige Turbinenstruktur, jedoch mit zwei Abgaseinlässen. Dieser Lader wird auch als Twin-Entry-Turbolader bezeichnet.
Durch die zwei Einlässe können die Einlassöffnungen bei niedrigen und hohen Drehzahlen unterschiedlich genutzt werden, wodurch die Auswirkungen des Turbolochs minimiert werden. Da der Turbolader im gesamten Drehzahlbereich effizient betrieben werden kann, wird er in den letzten Jahren immer häufiger eingesetzt.
Weitere Informationen zu Turbolader
1. Elektrischer Turbolader
Elektrische Turbolader sind in der Lage, im gesamten Drehzahlbereich effizient und stabil zu arbeiten, indem sie einen Elektromotor zur Unterstützung des Betriebs im niedrigen Drehzahlbereich einsetzen, der eine Schwachstelle der Turbolader darstellt.
Andererseits hat die Ausstattung mit einem Elektromotor den Nachteil, dass er schwerer und teurer als ein herkömmlicher Turbolader ist. Außerdem muss die Konstruktion des Elektromotors den hohen Temperaturen der Abgase standhalten, und aufgrund der hohen Konstruktionsschwierigkeiten ist er noch nicht in der Praxis eingesetzt worden.
2. Downsizing-Turbo
Der Motor, der das schwerste Bauteil eines Autos ist, wird kleiner und leichter. Durch den Einbau eines Turboladers wurden Motoren entwickelt, die die gleiche Motorleistung wie vor dem „Downsizing“ erbringen.
3. Unterschied zum Supercharger
Es gibt zwei Arten von Kompressoren: Turbolader und Supercharger. Der Unterschied liegt in der Energiequelle und der Leistung. Turbolader arbeiten mit dem Abgasstrom des Motors als Energiequelle, während Kompressoren durch die Kurbelwelle oder den Riemen des Motors angetrieben werden.
Da der Turbolader von den Abgasen des Motors angetrieben wird, funktioniert er bei niedrigen Motordrehzahlen nicht sofort nach dem Anlassen des Motors, sondern erst mit zunehmender Motordrehzahl. Dies wird als Turboloch bezeichnet.
Andererseits kann ein Kompressor bei niedrigen Motordrehzahlen sofort nach dem Anlassen des Motors gut arbeiten, da die Energiequelle der Motor selbst ist. Der Nachteil ist, dass der Wirkungsgrad der Luftkompression ab einer bestimmten Leistung abnimmt, und Turbolader, die Luft insgesamt effizient komprimieren können, sind der Mainstream.