Leistungssteigerung

Turbolader: Der Turbolader besteht aus einer Turbine (rechts) und einem Verdichter (links) auf einer gemeinsamen Welle. Die Turbine wird durch die Abgase der Verbrennung angetrieben. Der Verdichter sorgt für eine Vorverdichtung der Frischluft.Sein Ziel ist es möglichst auch schon bei geringen Drehzahlen einen hohen Ladedruck erzeugen. 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 zum Teil auf solch ein Ventil verzichtet werden. 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.

Rootsgebläse: Zwei Läufer mit zwei bis vier Aussparungen werden durch eine Welle angetrieben und drehen sich, dadurch transportieren sie in ihren Zwischenräumen Luft. Da die Läufer durch einen geschmierten zahnradtrieb exakt geführt werden finden keine Reibungen mit der Wand oder untereinander statt, Der Antrieb erfolgt in diesem Fall über Zahnriemen, ist aber auch durch Zahnräder oder Kette möglich.

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.

VTG-Lader: Rund um das Turbinenrad angeordnete Leitschaufeln können durch einen in Umfangsrichtung verschiebbaren Ring alle gleichmäßig stufenlos in ihrer Neigung während des Motorlaufs verstellt werden. Dadurch ändert sich die Anströmung der Abgase auf das Turbinenrad. Durch den Stau der Abgase ändert sich der Druckunterschied und damit die Strömungsgeschwindigkeit. Zusätzlich werden die Schaufeln des Turbinenrades weiter außen von der Strömung erreicht, was den Wirkungsgrad abermals erhöht. Bisher gab es beim Turbolader eine Ladedruckregelung. Der Lader wurde für einen höheren Ladedruck als vom Motor maximal benötigt ausgelegt. Das ergab im unteren Drehzahlbereich mehr Druck. Erreichte der Druck einen für den Motor kritischen Wert, wurde ein Beipass geöffnet und das Abgas teilweise um die Turbine geleitet. Diese komplette Anlage kann jetzt entfallen und der Lader kleiner werden.

Ladeluftkühler: Der Ladeluftkühler ist dafür da die bei der Aufladung entstehenden hohen Themperaturen zu senken. Außerdem kann der Ladedruck mit seiner Hilfe um ca. 0,5 bar erhöht werden. Wird die höhere Leistung nicht genutzt, so ist ein geringerer Kraftstoffverbrauch möglich. Obwohl er - zusammen mit dem Turbolader - neuerdings häufiger im Dieselmotor eingebaut ist, hat er für den Benzinmotor einen zusätzlichen, wichtigen Vorteil. Die gekühlte Luft senkt im Verdichtungstakt die Temperatur. Dadurch muss das Verdichtungsverhältnis im Verhältnis zu dem des Saugmotors weniger stark reduziert werden. Die oben schon genannten Vorteile sind also beim Benzinmotor etwas größer.