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Was ist ein Turbolader und wie funktioniert dieser? - Technik-Blog - 19.09.2014
Ein Turbolader verhilft dem Motor zu mehr Drehmoment wodurch eine höhere Motorleistungen generiert werden kann. Dies macht ein Turbolader indem er die angesaugte Luft erstmal verdichtet. Durch eine Verdichtung der Ansaugluft kann so pro Arbeitstakt mehr Sauerstoff in den Brennraum des Motors gepresst werden. Durch den höheren Sauerstoffgehalt der Ansaugluft resultiert eine deutlich bessere Verbrennung wodurch die Leistung des gesamt Systems steigt.
Die beim Saug Motor ungenutzte Wärme- Bewegungsenergie im Abgassystem wird genutzt, um die Abgasturbine anzutreiben. Die Abgasturbine des Turboladers betreibt den Verdichter der auf der gleichen Welle ist aber auf der Ansaugseite des Turboladers agiert. Der Verdichter presst die angesaugte Luft zusammen wodurch sie sich Angesaugte Luft aber wieder stark erwärmt und der Sauerstoffanteil wieder singt. Durch den Einsatz eines Ladeluftkühlers wird die erwärmte Ansaugluft wieder herab-gekühlt.
Die Standard Funktion weiße eines 4-Takt Verbrennungsmotors mit Abgasturbolader läuft wie folgt ab.
- Im ersten Takt wird die Luft Angesaugt
Der Kolben des Motors bewegt sich zur Kurbelwelle (Fach: zum unteren Totpunkt). Das Einlassventil ist jetzt geöffnet wodurch das Luft-Kraftstoffgemisch durch den gebildeten Unterdruck angesaugt wird.
- Im zweiten Takt wird die angesaugte Luft verdichtet
Die Einlassventile werden jetzt geschlossen und der Kolben bewegt sich in die gegengesetzte Richtung (Fach: zum oberer Totpunkt). Jetzt wird sich das Volumen des Luft-Kraftstoffgemisches vermindern, gleichzeitig steigen dadurch der Druck und die Temperatur des Gemisches wieder an.
- Im dritten Takt
Jetzt sind alle Ventile im Motor geschlossen. Im Augenblick wenn die größte Verdichtung (Luft-Kraftstoffgemisch) im Ottomotor stattfindet wird das Gemisch durch die Zündkerze im Motor gezündet, bei einem Selbstzünder (Dieselmotor) wird das (Luft-Kraftstoffgemisch) so hoch komprimiert, das es sich von selbst entzündet. Das Volumen von Luft-Kraftstoffgemisch explodiert und dadurch vergrößert es sich und die sich ausdehnenden Gase verrichten einen Arbeit-takt in dem sie den Kolben in Richtung des unteren Totpunkt drücken.
- Im vierten Takt
Bei erneutem erreichen des unteren Totpunktes öffnet wiederum das Auslassventil. Der Kolben bewegt sich dadurch in Richtung des oberer Totpunktes. Durch das Öffnen des Auslassventils wird der Druck wieder verringert am Ende dieses Arbeits-taktes schließt sich das Auslassventil und das Einlassventil öffnet. Ein neuer Viertakt-Zyklus beginnt wieder von neuem
Aktueller Stand der Technik:
Die Abgasenergie
Der Abgasturbolader nutzt einen Großteil der sonst unbenutzten und somit verlorenen gegangenen Abgasenergie zum Antrieb des Turboladers. Innerhalb des Verdichters wird ein Turbinenrad durch die Abgasenergie angetrieben, welches wiederum eine Welle antreibt, auf dessen Ende ein Verdichter Rad drauf sitzt. Dieses Verdichter Rad verrichtet die Arbeit und komprimiert die Ansaugluft für den Motor.