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(Ladedruckregelung mit verstellbarer Turbienengeometrie)
 
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Der Turbolader ist ein fast nicht mehr wegzudenkender Bestandteil moderner Verbrennungsmotoren geworden. Fast alle direkt einspritzenden Dieselmotoren vom Pkw- bis zum Schiffsdiesel sind so aufgeladen. Durch frühzeitiges Einsetzen und Begrenzung im Ladedruck erfüllt sich ein alter Traum des Autofahrens, gerade aus unteren Drehzahlen heraus kraftvoll beschleunigen zu können. Inzwischen beginnt der Turbolader, eine größere Zahl als die bisherigen 10% der Benzinmotoren (Stand 2006) zu erobern. Dabei könnte er den Kompressor als Konkurrenz ausstechen oder mit diesem eine Verbindung eingehen. Auch die variable Verdichtung scheint er nicht mehr unbedingt zu brauchen, weil inzwischen der Ladedruck elektronisch geregelt wird.
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Turbolader:
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==Abgasturbolader==
Der Turbolader besteht aus einer Turbine (rechts) und einem Verdichter (links) auf einer gemeinsamen Welle.
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Diese am häufigsten anzutreffende Laderart ist eine Gasturbine.
Die Turbine wird vom Abgas des Motors angetrieben. Der Verdichter sorgt für eine Vorverdichtung der Frischluft. Er soll möglichst auch schon bei geringen Drehzahlen einen hohen Ladedruck erzeugen. Dieser muss durch ein Beipassventil (Westgate) gesteuert werden. Es gibt ab einem bestimmten Ladedruck den direkten Weg zur Abgasanlage unter Umgehung des Turbinenrades frei. Dieses Ventil kann pneumatisch vom Druck im Saugrohr oder elektrisch angesteuert werden. Da wegen der geringeren Abgastemperatur eher bei Dieselmotoren die Schaufeln des Verdichterrades verstellbar sind, kann hier z.T. auf ein solches Ventil verzichtet werden. Um z.B. bei Schließung der Drosselklappe und/oder eine zu starke Abbremsung des Verdichterrades zu vermeiden, kann auch auf der Verdichterseite ein Beipassventil eingebaut sein.
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Sie ermöglicht die Leistungssteigerung von Verbrennungsmotoren ohne dem Motor mechanische [[Leistung]] zu entziehen (wie zum Beispiel ein Kompressor), denn er befindet sich im Abgastrakt und so wird eine Turbine durch die Abgase angetrieben.
Die Anzahl der Motoren mit mehr als einem Turbolader nimmt zu. Diese sind meist parallel, können aber auch in Reihe geschaltet sein. Dieselmotoren (besonders in Nutzfahrzeugen) fahren mit höheren Drücken von maximal 1,5 bis 2,5 bar, Serien-Benziner eher unter 1 bar. Hintereinander geschaltet sind Drücke von 6 - 7 bar (allerdings nicht in Serienfahrzeugen zufinden) möglich. Hohe Temperaturen beim Verdichten werden durch einen Luft-Luft-Wärmetauscher (Ladeluftkühler) reduziert. Im Bild ist deutlich zu sehen, wie der Abgasdruck auf die Schaufeln des Turbinenrades gelenkt wird. Umgekehrt werden die Frischgase von der Mitte her beschleunigt und durch einen engen Spalt nach außen gedrückt.
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Die Abgase treiben ein Turbinenrad an, dies wiederrum treibt über eine [[Welle]] ein Verdichterrad an.
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Das Verdichterrad überimmt das Ansaugen der Frischgase und kann dem Motor so eine vorverdichtete Frischluft geben.
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Ein Nachteil des Abgasturboladers ist, dass die LAdewirkung erst bei mittleren bis hohen [[Drehzahl]]en einsetzt.
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Außerdem kann bei diesem Lader ein Turboloch entstehen, da die Abgase dem schnellen Lastwechsel (aufgrund der Massenträgheit) nicht folgen können.
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mehr dazu [[Abgasturbolader]]
  
 
[[Bild:Turbolader.jpg]]
 
[[Bild:Turbolader.jpg]]
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==Ladedruckregelung mit verstellbarer Turbinengeometrie==
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Um auch bei niedrigen Motordrezahlen ein gutes [[Drehmoment]] zu erreichen wird ein hoher Ladedruck benötigt.
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Um dies zu erreichen, werden die Leitschauffeln auf einen kleinen eintrittsquerschnitt eingestellt.
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Durch die verengung wird der Abgasstrom beschleunigt und dadurch wird die Turbinendrehzahl, und dadurch der Ladedruck, erhöht.
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Wenn die Motordrehzahl hoch ist, haben die Leitschaufeln einen großen Querschnitt, um die hohe Abgasmenge aufnehmen zu können.
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Dadurch wird der optimale Ladedruck immer bereitgestellt aber nicht überschritten.
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==Kompressor==
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Der Kompressor ist ein mechanisch angetriebener Lader, er wird direkt vom Motor durch Ketten Riemen oder Zahnräder angetrieben.
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Er kann aber auch durch einen elektrischen Motor angetrieben werden.
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Zwei Läufer mit zwei bis vier Aussparungen werden durch eine Welle angetrieben und drehen sich, dadurch transportieren sie in ihren Zwischenräumen Luft.
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Sein vorteil ist das egal bei welcher drehzahl immer der maximaldruck bereitsteht und somit auch bei niedrigen drezahlen die volle Leistung berreitsteht, und kein sogenantes "Turboloch" entsteht.
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Der Nachteil ist, dass dem Motor, dadurch dass der Kommpressor direkt vom Motor angetrieben wird, Leistung entnommen wird.
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                            [[Bild:Roots.gif]]
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==G-Lader==
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Der G-Lader arbeitet nach dem Verdrängungsprinzip. Schneckengänge sind in den Gehäusehälften und an beiden Seiten des Verdrängers angebracht. Diese beiden Hälften umschließen den Verdränger mit seinen Stegen. Je eine mit Exzentern versehene Haupt- und Nebenwelle ermöglichen ihm kreisende Bewegungen (Bild). Die Luft wird durch die Spiralgänge in die Mitte befördert und tritt dort aus.
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Aufgrund einer hohen Reibung verschleißt der G-LAder recht stark und muss somit regelmäßig ausgetauscht werden.
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Bekannt sind die G-LAder fast ausschließlich ducr Volkswagen,  mit dem G40 und G60.
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Die Zahlen stehen für die Größe des Außengehäuses, und beschreiben die Höhe und Breite.
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==Ladeluftkühler==
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Die vom Lader vorverdichtete Luft ist auf bis zu 180°C erhitzt und kann durch einen Ladeluftkühler vor dem Eintritt in den Zylinder abgekühlt werden.
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Dadurch wird die Luftdichte reduziert und es wird eine größere Luftmenge im Zylinder ermöglicht, so kann dan auch mehr Kraftstoff eingespritzt werden, und die Leistung des Motors wird gesteigert.
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==Chip-Tuning==
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Beim Chiptuning wird die Motorsteuerung duch das einsetzen oder Austauschen von in der regel Wiederbeschreibaren Chips im Steuergerät geändert.
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Dadurch werden alle Steuerungen und regelungen die für den Motor wichtig sind geändert/optimiert.
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zum Beispiel wird der Ladedruck erhöht, die Zündzeitpunkte geändert, mehr kraftstoff eingespritzt usw.
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Es kann jedes Fahrzeug ge Chiptuned werden das über ein elektronische Motorsteuerung verfügt.
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Möglich sind Leistungssteigerungen von bis zu 44%.
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Wenn das Tunig richtig ausgeführt wird entspricht die Motorhaltbarkeit in etwa dem Serienzustand, seriöse Tuner geben eine Garantie auf Motor und Getriebe bzw. Schäden an Motor/Getriebe, die eindeutig auf das Chiptuning zurückzuführen sind. Dieser eindeutige Nachweis ist jedoch häufig sehr schwierig.
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Eine weitere Form des Chiptunings ist das Eco-Tuning 
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Das Ziel des "ÖkoTunings" ist es den Verbrauch eines Kraftfahrzeug zu senken.
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Hierbei wird das Steuergerät ebenfalls geändert, so das sich die Leistungsentfaltung verändert und der [[Kraftstoffverbrauch]] senkt.
  
  
Rootsgebläse:
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==Wassereinspritzung==
Zwei Läufer mit zwei, drei oder vier Aussparungen drehen sich und transportieren in ihren Zwischenräumen Luft. Zurück kann diese nicht mehr, weil die Läufer in der Mitte ineinander greifen. Es findet keine Reibung mit der Wand oder untereinander statt, weil die beiden Läufer außen durch einen (geschmierten) Zahnradtrieb exakt geführt werden. Der Antrieb erfolgt in diesem Fall über Zahnriemen, ist aber auch durch Zahnräder oder Kette möglich.  
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Hierbei wird Wasser oder ein Alkohol-Wasser-Gemisch in den Ansaugtrakt bzw. hinter den Verdichter eingespritzt.
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dadurch das die Flüssigkeit im Verbrennungstakt verdunsted wird eine Innenkühlung erreicht, dadurch wird eine höhere Dichte erreicht und es findet eine Leistungssteigerung statt.
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Außerdem können die Zündwinkel "schärfer" das heißt auf früh eingestellt werden, da die kühlere Brennluft nicht so schnell zum Klopfen neigt.
  
[[Bild:Roots.gif]]
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Ein possitiver nebeneffekt der Wassereinspritzung ist das sie den Schadstoffausstoß, vorallem den von Stickoxiden senken kann.
  
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=Lachgaseinspritzung=
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Hierbei wird zusätzlich Lachgas (Distickstoffmonoxid, N<sub>2</sub>O) eingespritzt, dadurch steht mehr Sauerstoff zur verfügung und die Themperatur des Gemisches wird um ca. 40C° gesenkt.
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Dadurch wird die Mororleistung gesteigert.
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mehr dazu [[Lachgaseinspritzung]]
  
G-Lader:
 
Der G-Lader gehört nicht wie z.B. das Roots-Gebläse zu den Kreiselpumpen, sondern arbeitet nach dem Prinzip des umlaufenden Verdrängers. Schneckengänge sind in den Gehäusehälften und an beiden Seiten des Verdrängers angebracht. Diese beiden Hälften umschließen den Verdränger mit seinen Stegen. Je eine mit Exzentern versehene Haupt- und Nebenwelle ermöglichen ihm kreisende Bewegungen (Bild). Die Luft wird von außen kommend durch die Spiralgänge in die Mitte befördert und tritt dort aus.
 
  
[[Bild:G-Lader.jpg]]
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="Klassisches Motortuning"=
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Beim klassischen Tuning wird durch die veränderung einiger Bauteile eine bessere Motorleistung erreicht.
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Der Hubraum wird duch Aufbohren der Zylinders vergrößert.
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Es wird zum Beispiel die Gemischaufbereitung durch eine Renneinspritzung oder Mehrfachvergaser geändert, die Auslasskanäle und Ventile werden vergrößert und poliert, oder es wird eine andere Nockenwelle zur Verbesserung der Ventilüberschneidung eingebaut.
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Außerdem werden eineige bauteile wie zum Beispiel die Kurbelwelle ausgewuchtet und leichter gemacht um höhere Drezahlen zu ermöglichen.
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Es wird auch oft ein leichteres Schwungrad, oder leichtere Kolben eingebaut, um der Massenträgheit entgegenzuwirken.

Aktuelle Version vom 28. März 2021, 12:24 Uhr

Abgasturbolader

Diese am häufigsten anzutreffende Laderart ist eine Gasturbine. Sie ermöglicht die Leistungssteigerung von Verbrennungsmotoren ohne dem Motor mechanische Leistung zu entziehen (wie zum Beispiel ein Kompressor), denn er befindet sich im Abgastrakt und so wird eine Turbine durch die Abgase angetrieben. Die Abgase treiben ein Turbinenrad an, dies wiederrum treibt über eine Welle ein Verdichterrad an. Das Verdichterrad überimmt das Ansaugen der Frischgase und kann dem Motor so eine vorverdichtete Frischluft geben.

Ein Nachteil des Abgasturboladers ist, dass die LAdewirkung erst bei mittleren bis hohen Drehzahlen einsetzt. Außerdem kann bei diesem Lader ein Turboloch entstehen, da die Abgase dem schnellen Lastwechsel (aufgrund der Massenträgheit) nicht folgen können.

mehr dazu Abgasturbolader

Turbolader.jpg

Ladedruckregelung mit verstellbarer Turbinengeometrie

Um auch bei niedrigen Motordrezahlen ein gutes Drehmoment zu erreichen wird ein hoher Ladedruck benötigt. Um dies zu erreichen, werden die Leitschauffeln auf einen kleinen eintrittsquerschnitt eingestellt. Durch die verengung wird der Abgasstrom beschleunigt und dadurch wird die Turbinendrehzahl, und dadurch der Ladedruck, erhöht.

Wenn die Motordrehzahl hoch ist, haben die Leitschaufeln einen großen Querschnitt, um die hohe Abgasmenge aufnehmen zu können. Dadurch wird der optimale Ladedruck immer bereitgestellt aber nicht überschritten.

Kompressor

Der Kompressor ist ein mechanisch angetriebener Lader, er wird direkt vom Motor durch Ketten Riemen oder Zahnräder angetrieben. Er kann aber auch durch einen elektrischen Motor angetrieben werden. Zwei Läufer mit zwei bis vier Aussparungen werden durch eine Welle angetrieben und drehen sich, dadurch transportieren sie in ihren Zwischenräumen Luft. Sein vorteil ist das egal bei welcher drehzahl immer der maximaldruck bereitsteht und somit auch bei niedrigen drezahlen die volle Leistung berreitsteht, und kein sogenantes "Turboloch" entsteht. Der Nachteil ist, dass dem Motor, dadurch dass der Kommpressor direkt vom Motor angetrieben wird, Leistung entnommen wird.



                           Roots.gif


G-Lader

Der G-Lader arbeitet nach dem Verdrängungsprinzip. Schneckengänge sind in den Gehäusehälften und an beiden Seiten des Verdrängers angebracht. Diese beiden Hälften umschließen den Verdränger mit seinen Stegen. Je eine mit Exzentern versehene Haupt- und Nebenwelle ermöglichen ihm kreisende Bewegungen (Bild). Die Luft wird durch die Spiralgänge in die Mitte befördert und tritt dort aus. Aufgrund einer hohen Reibung verschleißt der G-LAder recht stark und muss somit regelmäßig ausgetauscht werden.


Bekannt sind die G-LAder fast ausschließlich ducr Volkswagen, mit dem G40 und G60. Die Zahlen stehen für die Größe des Außengehäuses, und beschreiben die Höhe und Breite.


                            GLaderA01.gif


Ladeluftkühler

Die vom Lader vorverdichtete Luft ist auf bis zu 180°C erhitzt und kann durch einen Ladeluftkühler vor dem Eintritt in den Zylinder abgekühlt werden. Dadurch wird die Luftdichte reduziert und es wird eine größere Luftmenge im Zylinder ermöglicht, so kann dan auch mehr Kraftstoff eingespritzt werden, und die Leistung des Motors wird gesteigert.


Chip-Tuning

Beim Chiptuning wird die Motorsteuerung duch das einsetzen oder Austauschen von in der regel Wiederbeschreibaren Chips im Steuergerät geändert. Dadurch werden alle Steuerungen und regelungen die für den Motor wichtig sind geändert/optimiert. zum Beispiel wird der Ladedruck erhöht, die Zündzeitpunkte geändert, mehr kraftstoff eingespritzt usw. Es kann jedes Fahrzeug ge Chiptuned werden das über ein elektronische Motorsteuerung verfügt. Möglich sind Leistungssteigerungen von bis zu 44%. Wenn das Tunig richtig ausgeführt wird entspricht die Motorhaltbarkeit in etwa dem Serienzustand, seriöse Tuner geben eine Garantie auf Motor und Getriebe bzw. Schäden an Motor/Getriebe, die eindeutig auf das Chiptuning zurückzuführen sind. Dieser eindeutige Nachweis ist jedoch häufig sehr schwierig.

Eine weitere Form des Chiptunings ist das Eco-Tuning Das Ziel des "ÖkoTunings" ist es den Verbrauch eines Kraftfahrzeug zu senken. Hierbei wird das Steuergerät ebenfalls geändert, so das sich die Leistungsentfaltung verändert und der Kraftstoffverbrauch senkt.


Wassereinspritzung

Hierbei wird Wasser oder ein Alkohol-Wasser-Gemisch in den Ansaugtrakt bzw. hinter den Verdichter eingespritzt. dadurch das die Flüssigkeit im Verbrennungstakt verdunsted wird eine Innenkühlung erreicht, dadurch wird eine höhere Dichte erreicht und es findet eine Leistungssteigerung statt. Außerdem können die Zündwinkel "schärfer" das heißt auf früh eingestellt werden, da die kühlere Brennluft nicht so schnell zum Klopfen neigt.

Ein possitiver nebeneffekt der Wassereinspritzung ist das sie den Schadstoffausstoß, vorallem den von Stickoxiden senken kann.

Lachgaseinspritzung

Hierbei wird zusätzlich Lachgas (Distickstoffmonoxid, N2O) eingespritzt, dadurch steht mehr Sauerstoff zur verfügung und die Themperatur des Gemisches wird um ca. 40C° gesenkt. Dadurch wird die Mororleistung gesteigert. mehr dazu Lachgaseinspritzung


"Klassisches Motortuning"

Beim klassischen Tuning wird durch die veränderung einiger Bauteile eine bessere Motorleistung erreicht. Der Hubraum wird duch Aufbohren der Zylinders vergrößert. Es wird zum Beispiel die Gemischaufbereitung durch eine Renneinspritzung oder Mehrfachvergaser geändert, die Auslasskanäle und Ventile werden vergrößert und poliert, oder es wird eine andere Nockenwelle zur Verbesserung der Ventilüberschneidung eingebaut. Außerdem werden eineige bauteile wie zum Beispiel die Kurbelwelle ausgewuchtet und leichter gemacht um höhere Drezahlen zu ermöglichen. Es wird auch oft ein leichteres Schwungrad, oder leichtere Kolben eingebaut, um der Massenträgheit entgegenzuwirken.