Die Funktionsweise des Abgasturboladers:

Die bei der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches im Brennraum entstehenden heißen Abgase werden als Energiequelle in der Turbolader-Technologie verwendet. Die Abgase strömen in das Turbinengehäuse des Turboladers und treiben das Turbinenrad an. Das Turbinenrad ist über eine Welle fest mit dem Verdichterrad im -gehäuse verbunden. Über das Verdichterrad wird frische Luft aus der Umgebung angesaugt und entsprechend komprimiert. Die verdichtete Luft wird in Richtung der Einlassventile im Motor geleitet, was nach dem Öffnen der Ventile zu einem höheren Anteil an Sauerstoff im Brennraum und somit zu einer effizienteren Verbrennung führt.

Aufgrund der besseren Verbrennung erzeugt der Motor mehr Leistung mit besserer Beschleunigung und höherer Effizienz, was ansonsten nur über die Erhöhung des Hubraumes möglich wäre. Der Turbolader erzeugt somit einen Ladedruck, der den Motor bei höheren Drehzahlen unterstützt, was eine verbesserte Leistung und ein besseres Ansprechverhalten des Motors zur Folge hat.

Zusammengefasst nutzt der Abgasturbolader die Energie der Abgase, um die Luftzufuhr im Motor zu optimieren, was zu einer höheren Leistung und zu einer besseren Effizienz führt.

Neben dem beschriebenen Abgasturbolader gibt es verschiedene Arten von Ladern, die sich in ihrer Bau- und Funktionsweise unterscheiden. Nachfolgend sind einige der gängigsten Arten beschrieben:

Twin Turbo: Bei dieser Konfiguration werden zwei Turbolader verwendet. Man unterscheidet zwischen dem Parallel-Twin-Turbo, bei dem zwei identische Lader gleichzeitig arbeiten um die Luftzufuhr noch weiter zu erhöhen und dem Sequentiell-Twin-Turbo, bei dem verschieden große Lader eingesetzt werden. Ein kleiner Turbolader kommt bei niedrigen Drehzahlen zu Einsatz, während ein größerer Turbolader bei höheren Drehzahlen aktiviert wird. Im Ergebnis wird dadurch über den gesamten Drehzahlbereich eine bessere Leistung erzielt.

Kompressorturbolader (Supercharger): Diese Art von Turbolader wird vom Motor selbst angetrieben. Er bietet sofortige Leistung, bei einem allerdings höheren Kraftstoffverbrauch, aufgrund des Antriebs durch den Motor.

Variable-Turbinengeometrie-Lader (VGT): Diese Turbolader haben verstellbare Leitschaufeln in der Turbine, die es ermöglichen den Ladedruck über einen breiten Drehzahlbereich zu optimieren. Diese Technologie verbessert die Reaktionsfähigkeit des Turboladers und reduziert das sog. „Turboloch“ (die Verzögerung zwischen der Betätigung des Gaspedals und dem Anstieg der Motorleistung).

Elektroturbolader: Diese eher neuere Technologie verwendet einen elektrischen Motor um den Kompressor anzutreiben. Sie ermöglicht eine sofortige Leistungsabgabe und ist somit nicht auf die Trägheit der Abgase angewiesen, was das Turboloch erheblich reduziert.

Biturbo: Der Fokus liegt hierbei auf zwei, unterschiedlich großen Turboladern, um die Effizient und die Motorleistung in verschiedenen Drehzahlbereichen zu maximieren.

Jede dieser Arten von Turboladern hat ihre eigenen Vor- und Nachteile und wird je nach Anwendungsbereich und Leistungsanforderungen ausgewählt.

Turbolader können auch verschiedene Probleme aufweisen, die erhebliche Auswirkungen auf die Leistung und auf die Effizienz haben. Einige dieser Probleme werden nachfolgend beschrieben.

1. Ölverlust: Durch Mangelschmierung am hochdrehenden Turbolader kann es zu einem Ölverlust kommen, was zu Schäden am Turbolader selbst führen kann.
2. Überhitzung: Turbolader arbeiten unter extremen Bedingungen und können bei unzureichender Kühlung und / oder bei Überlastungen des Motors überhitzen.
3. Luftleckagen: Undichte Schläuche oder Verbindungen können dazu führen, dass der Turbolader nicht die benötigte Luftmenge ansaugt, was letztendlich die Motorleistung beeinträchtigt.
4. Abnutzung der Lager: Die im Turbolader verbauten Lager können mit der Zeit verschleißen, was zu erhöhtem Spiel und in der Folge zum Ausfall des Turboladers führen kann. Aufgrund der hohen Drehzahlen im Betrieb, ist die unterbrechungsfreie Öldruckversorgung, insbesondere an den Lagern der Turbinenwelle unausweichlich. Bei jedem Kaltstart baut sich dieser Öldruck jedoch nur langsam auf, was langfristig zum Verschleiß der Lager beitragen kann.
5. Fehlfunktion des Wastegates: Wenn das Wastegate nicht ordnungsgemäß funktioniert erzeugt der Turbolader entweder zu viel oder zu wenig Druck, was wiederum die Motorleistung negativ beeinflusst.
6. Schmutz und Ablagerungen: Ablagerungen können die Effizienz beeinflussen und zu vorzeitigem Verschleiß führen.

Insgesamt ist festzustellen, dass die sich Aufladung von Verbrennungsmotoren immer weiterentwickelt, es wird in der Zukunft sicherlich noch Verbesserungen und Erfindungen in diesem Bereich geben. Wir sind gespannt, was unseren schlauen Köpfen in der Welt dazu noch so alles einfällt.