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Lexikon

Doppelaufladung

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Im Diesel ist der Turbolader Standard, beim Benziner ist er im Kommen. Und im Doppelpack verbessert er Motoreigenschaften und Effizienz.

19.09.2008 Klaus-Ulrich Blumenstock

Beim Saugmotor, Standard über Jahrzehnte, kommt nur so viel Luft in den Brennraum, wie der Kolben auf seiner Talfahrt ansaugen kann. Über eine verbesserte Füllung lässt sich jedoch mehr Leistung aus dem vorhandenen Hubraum schöpfen. Ergo: Soll mehr Sprit verbrannt werden, muss zuvor mehr Luft als Reaktionspartner in den Zylinder gepresst werden - Kompressor oder Turbolader sind probate Mittel zur Steigerung der Literleistung. Beim Dieselmotor ist dies längst die Regel, nur so kommt er zu respektabler Leistung und einem satten Drehmoment.

Man kann die Sache - wie neuerdings üblich - auch umgekehrt sehen. Denn hohe Leistung aus kleinerem Hubraum bietet Sparpotenzial durch verminderte innere Widerstände und Verlagerung des Betriebsbereichs - Downsizing heißt hier das Stichwort. Doch mit dem Erfolg des Turboladers rückt auch sein altes Manko in den Fokus, das Turboloch. Denn der Lader ist auf Füllung bei hoher Last ausgelegt. Das bringt einen Nachteil beim Ansprechverhalten, denn im leerlaufnahen Bereich reicht der verminderte Abgasstrom nicht aus, um das relativ große, träge Turbinenrad schnell auf Touren zu bringen. Kleine, flinkere Lader könnten Abhilfe schaffen, kämen aber bei hoher Last an ihre Drehzahl- und Fördergrenzen.

Nimm zwei

Nimm zwei heißt für Motorenbauer also die Lösung. Pionier war der Porsche 959, bei dem zwei Lader unterschiedlicher Größe parallel geschaltet sind, wobei erst der zunehmende Abgasstrom auf die zweite Turbine umgeleitet wird. Man spricht von Registeraufladung. Zwei Lader werden auch im sequenziellen Biturbo im 2,2-Liter-HDi von Peugeot eingesetzt, womit sich das Anfahr-Drehmoment verbessern lässt. Erst mit wachsendem Abgasstrom wird dabei die zweite Turbine zugeschaltet, beide arbeiten dann parallel.

Moderne Motoren wie die jüngste Generation der Mercedes-Diesel-Vierzylinder bauen hingegen auf geregelte Stufenaufladung. Einem größeren Lader wird dabei die Niederdruck-Vorverdichtung übertragen, während der kleinere für die Hochdruckverdichtung zuständig ist. Die Lader sind also in Reihe geschaltet, Abgas wie auch Ansaugluft fließen über Turbinen- beziehungsweise Verdichterräder beider Lader. Für ein harmonisches Ansprechverhalten sorgt eine Wastegate-Regelung, die den kleineren HD-Lader erst bei höheren Drehzahlen zunehmend umgeht. Adäquat agiert auf der Ansaugseite ein Bypass. Unter dem Begriff Bi- oder Twinturbo segeln mitunter auch vielzylindrige Motoren, wenn je ein Lader die Hälfte der Brennräume versorgt. Mit geregelter Stufen- oder Register-Aufladung hat das freilich nichts zu tun.

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