Abgas-Turbolader


Aufbau und Funktionsweise eines Abgasturboladers Das „Bypass“-Ventil Vorteile von modernen Turboladern
Will man einem Automotor eine höhere Leistungsabgabe „abnötigen“, funktioniert das grundsätzlich nur, indem man mehr Treibstoff verbrennt. Für den eigentlichen Verbrennungsprozess benötigt das Aggregat allerdings auch eine höhere Menge an Luft beziehungsweise Sauerstoff. Da der Motor durch herkömmliche Ansaugung nicht unbegrenzt mehr Luft bekommt, helfen Turbolader mit ihren Luftschaufeln, die Zylinder mit mehr Sauerstoff zu füllen und „aufzuladen“.
Es gibt verschiedene Arten von Turboladern, wobei nur der Abgasturbolader ohne externen Antrieb (wie etwa beim von Volkswagen bis in die 90er-Jahre hinein verbauten „G-Lader“ oder dem so genannten „Roots-Kompressor“, deren Umdrehungszahl unmittelbar von der Motordrehzahl abhängt) auskommt. Er wird, wie es sein Name bereits andeutet, vom ausströmenden Abgas des Motors angetrieben.

Aufbau und Funktionsweise eines Abgasturboladers

Am jeweiligen Ende einer gemeinsamen Welle befindet sich je ein Schaufelrad. Das zur Luftansaugseite montierte Laderrad wird als Verdichter, das auspuffseitig montierte Laderrad als Abgasturbine bezeichnet. Diese wird vom ausströmenden Abgas angetrieben und treibt ihrerseits das Verdichterrad an. Dieses Bauteil komprimiert die angesaugte Luft und schiebt sie mit entsprechend erhöhtem Druck (Ladedruck) in die Brennräume des Motors. Je höher der Ladedruck, desto höher auch die Motordrehzahl und desto höher die Leistungsabgabe des Aggregates. Manche Turbomotoren arbeiten zusätzlich mit einem so genannten „Ladeluftkühler“, der die vom Verdichterrad zugeführte, komprimierte und aufgeheizte Luft wieder abkühlt. Kühlere Luft trägt dazu bei, die angestrebten Leistungswerte zu erreichen. So kann ein Ladeluftkühler die auf rund 140 °C erhitzte Luft auf etwa 60 °C abkühlen. Das Bauteil fungiert daher als Wärmetauscher. Somit kann ein noch höherer Ladedruck erzielt werden, ohne die Temperatur in den Brennräumen nennenswert zu erhöhen.

Das „Bypass“-Ventil

Nun kann selbstverständlich die durch die Funktionsweise des Abgasturboladers letztlich erhöhte Motordrehzahl nicht bis ins Unendliche gesteigert werden. Das würde die Maschine unweigerlich zerstören. Deshalb schaltet sich bei Abgasturboladern ab einem gewissen maximalen Arbeitsdruck ein so genanntes „Bypass“-Ventil (auch als „Wastegate“ bekannt) zu, das einen bestimmten Teil der Abgase am Turbolader vorbei in die Auspuffanlage führt.

Vorteile von modernen Turboladern

Moderne Turbolader verhindern das Entstehen eines „Überdrucks“ durch verstellbare Luftschaufeln („VTG-Lader“). Positive Nebeneffekte dieser Technologie sind neben einem früheren Ansprechen des Laders eine gleichmäßigere Leistungsabgabe des Motors über das gesamte Drehzahlband. Das früher als „Turboloch“ bekannte Phänomen gibt es heute nicht mehr.