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acvProfil 2-2015 - Vom Ballermann zum Spritsparer

Technik

acv Profil 2/15 21 FORTSCHRITT DURCH TECHNIK: DAS TURBOLOCH IST WEG Erst Jahre später gelang es den Moto- renentwicklern, das sogenannte Turbo- loch halbwegs zuzuschütten – zunächst mit aufwendigen zweistufigen Syste- men, bei denen ein kleiner, schnell an- sprechender Lader den unteren Dreh- zahlbereich abdeckte, bevor ein großer Lader bei hohen Drehzahlen für satte Leistung sorgte. Seit der Jahrtausend- wende kamen dann vermehrt Lader mit variabler Turbinengeometrie zum Ein- satz, bei denen verstellbare Schaufeln je nach Gaspedalstellung für die jeweils optimalen Anstellwinkel für schnelles Ansprechen und hohe Leistungsabgabe sorgten. Realisierbar wurde diese Tech- nik aber nur durch immer präzisere Fer- tigungsmethoden und extrem hitzebe- ständige Materialien. Denn die Anforderungen an die aus hochwertigen Stahllegierungen gefer- tigten Turbinen sind enorm. Gerhard Oberholz, Entwicklungsingenieur beim Turbo-Hersteller BorgWarner: „Auf engstem Raum werden sie von vier ver- schiedenen Medien durchströmt: hei- ßes Abgas, Luft, die möglichst kalt bleiben sollte, Öl, das nicht zu heiß werden darf – und Wasser, das keine Dampfblasen bilden soll.“ Mittendrin dreht sich ein Rotor mit bis zu 300000 Umdrehungen pro Minute bei Tempera- turen, die unter Volllast schon jetzt an die 1000-Grad-Schwelle reichen. Bei BorgWarner ist man überzeugt, dass sie in Zukunft noch überschritten wird, weil der Trend zu immer kleineren Mo- toren höhere Volllastanteile im Fahrbe- trieb bedingt. Deutlich kühler geht es dagegen im ersten Turbolader mit was- sergekühltem Aluminiumgehäuse vom Zulieferer Continental Automotive zu: Hier liegen die Maximaltemperaturen bei 250 Grad – und der Werkstoff Alu- minium macht das Bauteil nicht nur bil- liger, sondern auch leichter. Konzipiert ist er laut Achim Koch, Entwicklungslei- ter Turbolader bei Conti, „speziell für kleine, aufgeladene Ottomotoren“ und wird bereits serienmäßig im neuen Mini verbaut. 5 ODER 10 LITER VERBRAUCH? DER TURBO MACHT'S MÖGLICH Schließlich sind die Zeiten, in denen der Turbo ausschließlich der Leistungs- steigerung diente, schon lange vorbei. Selbst brave Kleinwagen setzt heute zumeist eine Turbine unter Druck, die derzeitige Minimallösung lässt sich in Form des TwinAir-Motors beim Fiat 500 besichtigen: Den 900 cm3 kleinen Zweizylinder bringt ein Lader auf stramme 105 PS. Doch gerade bei den kleinen Motoren offenbart sich nach wie vor ein Manko der Turbo-Technik, denn beim Abruf der maximalen Leis- tung ergeben sich immer noch überpro- portional hohe Verbrauchswerte: So lassen sich mit einem 95 PS starken Polo TSI bei zurückhaltender Fahrweise durchaus Werte von unter fünf Litern pro 100 Kilometer realisieren – bei schneller Autobahnfahrt kann der Ver- brauch aber durchaus auf das Doppelte steigen. Im Rahmen der Ermittlung des Normverbrauchs jedoch sind solche Be- triebszustände nicht vorgesehen ... 7Mit gespiegeltem Schriftzug: Der erste BMW-Turbo debütierte 1973 7Wassergekühlter Turbolader von Conti: Das vom Abgas- strom (1) in Bewegung gesetzte Turbinenrad (2) überträgt die Energie über eine Welle (3) auf das Verdichterrad (4). Die ver- dichtete Luft (5) wird über den Ansaugtrakt (6) in die Brenn- räume geleitet 1Ganz klein, aber schon mit Turbo: Der TwinAir-Zweizylinder von Fiat leistet 105 PS 7Heiße Luft und glühender Stahl: Turbolader auf dem Prüfstand bei BorgWarner acv Profil 2/1521

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