Funktionsprinzip des Turboladers
Ein Turbolader ist ein hocheffizienter Luftkompressor, der die Motorleistung durch Komprimierung der Einlassluft steigert. Sein Kernarbeitsprinzip basiert auf der Wiederherstellung und Nutzung der Motorabgasergie.
Erstens werden die vom Motor emittierten Hochtemperatur- und Hochdruckabgase auf den Turbinenabschnitt des Turboladers gerichtet. Diese Abgase üben die Turbinenklingen aus, wodurch sie sich drehen. Die Rotationsgeschwindigkeit der Turbine steigt mit zunehmendem Motordrehzahl und wandelt die Abgasergie effektiv um.
Die Turbine ist über eine gemeinsame Welle mit dem Kompressorteil verbunden. Wenn sich die Turbine dreht, treibt sie daher den Verdichterabschnitt direkt in Drehung. Die Funktion des Kompressors besteht darin, die durch den Luftfilter strömende Luft zu komprimieren und so deren Druck und Dichte zu erhöhen. Dadurch kann mehr Luft in die Zylinder des Motors gedrückt werden.
Da der Kompressor die Luft auf ein höheres Druckniveau komprimiert, erhöht sich auch die Dichte der Luft. Dadurch kann der Motor in jedem Arbeitszyklus mehr Kraftstoff verbrennen, wodurch mehr Energie freigesetzt und die Motorleistung gesteigert wird.
Um die Leistung und Zuverlässigkeit des Turboladers sicherzustellen, ist der Betrieb des Kompressors auf einen bestimmten Druckverhältnisbereich begrenzt. Dies trägt dazu bei, übermäßige Druckstöße (d. h. Verstopfen des Kompressors) und Durchflussbeschränkungen (d. h. Abwürgen des Kompressors) zu vermeiden und gleichzeitig optimale Leistung und Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.
Darüber hinaus sind Turbolader in der Regel mit einem Wastegate -Regulationssystem ausgestattet. Das Wastegate ist ein Ventil, das Abgase leiten kann, um die Turbine zu umgehen, wodurch der Druckdruck gesteuert und Übersteuerung verhindert wird. Dies trägt zum sicheren Betrieb des Motors bei.
Fortschrittliche Turbolader können auch die Turbinentechnologie mit variabler Geometrie nutzen. Diese Technologie ermöglicht die Anpassung der Querschnittsfläche des Turbineneinlasses, um eine optimale Leistung über verschiedene Motordrehzahlbereiche hinweg zu erzielen.
In einigen Hochleistungsanwendungen können Twin-Turbolader-Konfigurationen verwendet werden. Diese Turbolader können parallel (jeweils eine Reihe von Zylindern bedienen) oder in Reihe (eine Stufe stärken in eine andere) angeordnet werden, um die Kraft und Reaktionsfähigkeit weiter zu verbessern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Turbolader die Abgasenergie des Motors zurückgewinnt und nutzt, um Luft auf höhere Drücke und Dichten zu verdichten, sodass der Motor mehr Kraftstoff verbrennen und höhere Leistungsabgaben erzeugen kann. Dieses Funktionsprinzip macht den Turbolader zu einer entscheidenden Komponente für die Steigerung der Motorleistung und -effizienz.
