So funktioniert der E-Turbo in der neuen Mercedes S-Klasse

Jetzt geht es auch dem letzten kleinen Turboloch an den Kragen. Es lauert bei einfachen und kleinvolumigen Turbo-Motoren noch immer ganz tief im Drehzahlkeller. Beim Gas geben unterhalb von 1.500/min herrscht nur träge Flaute, es geht erst dann wirklich voran, wenn der Turbo etwas später endlich genügend Ladedruck aufgebaut hat. Bei komplexeren Systemen mit VTG-, Doppel- oder gar Dreifachturbo ist das Loch viel weniger präsent.

Audi SQ7 als E-Turbo-Vorreiter

Nachdem Audi im letzten Winter den SQ7 mit einem zusätzlichen elektrischen Verdichter von Valeo zu noch mehr Kraft im Drehzahlkeller verholfen hat, zieht nun BorgWarner mit seinem E-Booster nach. Auch er wird von einem 48 Volt-Bordnetz angetrieben, das neben dem herkömmlichen 12 V-Netz an Bord der S-Klasse ist.

Daimler

Der E-Booster kommt auch in der neuen Mercedes S-Klasse zum Einsatz.

Mit der höheren Spannung steigt auch die Leistung des elektrischen Gebläses, binnen 0,27 Sekunden beschleunigt der E-Turbo auf 70.000 Umdrehungen.

Aber worum geht es überhaupt? Turbolader brauchen im Gegensatz zu mechanischen Kompressoren gewisse Drehzahlen, damit die dann vorhandene Abgasenergie die Turbine so stark beschleunigt, dass diese genügend Ladedruck generieren kann. Wenn aber der Motor drehzahlbedingt noch nicht genügend Abgase produziert, um die Turbinen auf Trab zu bringen, dann hilft ein zusätzlicher Lader weiter. Das könnte ein Mini-Turbolader sein, aber auch ein Kompressor, der das Gesamtsystem aber weiter verkomplizieren würde und im unteren Drehzahlbereich zu viel Leistung kostet.

E-Booster gleicht Turbo-Nachteile aus

Also kam die Idee des elektrisch angetriebenen Turbos auf, der schon ganz früh während der Reise durchs Drehzahlband so viel Dampf in den Kessel bläst, dass die Drehmomentkurve genau hier spürbar angehoben wird. Das können Abgasturbos physikalisch bedingt eben nicht. Der elektrische Lader ist seriell zum Abgasturbo geschaltet.

BorgWarner

Der E-Booster gleicht das Turboloch des konventionellen Abgasturboladers aus.

Statt des Turbinenrads, wie beim „normalen“ Turbolader, ist im E-Booster ein kleiner Elektromotor eingebaut, der das Verdichterrad beschleunigt. Im unteren Drehzahlbereich, wenn die Abgasenergie für den Turbolader eben noch nicht reicht, wird beim Gas geben die Bypassklappe geschlossen und die Luft dadurch zum E-Verdichter geleitet, der dem konventionellen Turbo nachgeschaltet ist. Der sorgt nun solange für Druck, bis der Abgasturbo bei steigender Drehzahl selbst genügend Ladedruck produzieren kann, und der elektrische Blasebalg wieder arbeitslos wird. Das Leistungsschaubild zeigt deutlich, wo der E-Booster seine Stärken ausspielen kann.

Der E-Lader wird dabei so ausgelegt, dass er bei jedem spritsparend frühen Schaltvorgang, wo die Drehzahl gut unter 1.500/min fällt, das kleine Turboloch wirkungsvoll planiert. Diese Charakteristik erlaubt es beispielsweise, das Getriebe noch länger auszulegen und so die Drehzahl kraftstoffsparend zu senken, weil der Motor in noch niedrigeren Drehzahlen als bisher tadellos fahrbar ist.

Bald kommen E-Booster für kleine Motoren

Natürlich ist der E-Verdichter auch mit einem stärkeren Generator im herkömmlichen 12 Volt -Bordnetz realisierbar, schließlich bläst er immer nur für wenige Sekunden. Die geringere Spannung reduziert allerdings auch die mögliche Leistung. Trotzdem wird es in den nächsten Jahren preisgünstigere 12 Volt-E-Booster geben, die dann auch kleinen Benzin-Saugmotoren zu mehr Dampf im Drehzahlkeller verhelfen.