Was ist ein Turbolader?
Ein Turbolader komprimiert Luft in den Verbrennungsraum, um mehr Leistung zu erzeugen. Komprimierte Luft hat eine größere Luftmasse als Umgebungsluft, was die Menge an Kraftstoff erhöht, die effizient im Verbrennungsraum verbrannt werden kann (mehr Luft = mehr Sauerstoff für die Verbrennung). Die Erhöhung der Menge an effizient verbranntem Kraftstoff hat eine entsprechende Wirkung auf die Motorleistung (Leistung steigt) und somit kann ein höheres Leistungsgewicht für einen mit einem Turbolader ausgestatteten Motor im Vergleich zu einem ohne erreicht werden.
Ungefähr 30-35% der gesamten Wärmeenergie, die ein Motor verliert, gehen durch das Abgassystem verloren, aber ein Turbolader reduziert diesen Verlust auf etwa 20%.
Was sind die Hauptbestandteile eines Turboladers?
Der Turbolader besteht aus drei Hauptkomponenten: dem Kompressor, der Turbine und der zentralen Rotoreinheit (CHRA). Der Kompressor und die Turbine sind auf einer gemeinsamen Welle verbunden, sodass beide mit derselben Geschwindigkeit (gleiche Umdrehungen pro Minute) arbeiten.
Wie funktioniert ein Turbolader?
Das untenstehende Video ist ein Auszug aus unserem Dieselmotor Grundlagen (Teil 1) Online-Video-Kurs.
Abgase aus dem Verbrennungsraum werden zur Turbine des Turboladers geleitet, wodurch diese in Rotation versetzt wird. Da die Turbine rotiert, dreht sich auch das Kompressorrad (gemeinsame Welle).
Der Kompressor verdichtet die Luft und leitet sie zu einem Ladeluftkühler. Das Verdichten der Luft erhöht deren Temperatur, was die Luftdichte verringert. Ein Ladeluftkühler wird verwendet, um die Luft zu kühlen, wodurch die Luftdichte wieder erhöht wird. Die gekühlte, komprimierte Luft wird dann in den Verbrennungsraum geleitet.
Rückkopplungsschleife
Der oben beschriebene Prozess ist eine Rückkopplungsschleife, da die Menge der dem Motor zugeführten Luft durch die Geschwindigkeit der Turbine bestimmt wird, die wiederum durch die Menge der aus dem Verbrennungsraum abgegebenen Abgase bestimmt wird. Da eine größere Luftmasse in den Verbrennungsraum abgegeben wird, kann mehr Kraftstoff effizient verbrannt werden.
Vorteile
- Erhöhte Leistung für Motoren ähnlicher Größe.
- Höhere thermische Effizienz (da Abgase für nützliche Arbeit genutzt werden).
- Kosteneffizient. Die Motorleistung wird erhöht, aber die Herstellungs- und Materialkosten bleiben ungefähr gleich.
3D-Komponenten
Dieses 3D-Modell zeigt alle Hauptkomponenten eines typischen Turboladers, darunter:
- Kompressorrad
- Turbinenrad
- Hauptwelle
- Gehäuse
- Lager
- Halteklammern
Zusätzliche Ressourcen
https://www.explainthatstuff.com/how-turbochargers-work.html