Turbolader FAQ

Turbolader ist nicht gleich Turbolader... deswegen gehen wir hier auf die Unterschiede zwischen gleit- und kugelgelagert, mit internem Wastegate oder für externes Wastegate sowie auf die Unterschiede bzw. Merkmale der unterschiedlichen Frisch- und Abgasseiten ein.

turbocharger_detail

 

Ein Turbolader ist im eigentlichen Sinne ein Energieumwandler. Er wandelt thermische Energie (die heißen Abgase des Motors, die sonst ungenutzt durch die Abgasanlage entweichen) in kinetische Energie (das Antreiben des Verdichterrads) um. Das Verdichterrad nimmt insofern die wichtige Rolle im Turbolader ein, da es die durch den Luftfilter angesaugte Luft durch seine Schaufeln ansaugt und gleichzeitig verdichtet, wodurch dem Motor mehr "Frischluft" zur Verbrennung zugeführt wird. Mehr sauerstoffhaltige Luft bedeutet eine bessere Verbrennung, was aber auch zur Folge hat, dass man dem Benzin-Luft-Gemisch eine größere Spritmenge zuführen muss, da der Motor sonst zu "mager" laufen würden. Doch bevor man sich mit dem Thema der Frischluftfördermenge eines Turboladers beschäftigt, sollte man sich bei seiner Entscheidung welcher Lader es sein soll, mit dem Bauteil auseinandersetzen, welches das Verdichterrad antreibt und somit mitbestimmend ist, wenn es darum geht, wie schnell ein Lader ansaugt: mit der Turboladerwelle.

Denn diese kann wie folgt gelagert sein:

gleitgelagert
Ein gleitgelagerter Turbolader hat eine, sich in einer Lagerbuchse befindlichen Welle. Bei laufender Ölversorgung bildet sich zwischen Buchse und Welle ein Ölfilm, der die Welle leichtgängiger macht. Ein gleitgelagerter Lader hat zum einen den Vorteil, dass er revidierbar ist, da seine Mechanik auf ein kompliziertes Kugellager verzichtet. Das heißt, er könnte bei einem Wellen- oder Lagerschaden wiederinstandgesetzt werden. Als weiterer Vorteil wäre zu erwähnen, dass es bei einigen Fahrzeughaltern als angenehm empfunden wird, dass er ein homogenes Leistungsfeld aufbaut, seine Leistung kommt nicht auf einen Schlag.

gleitlager

Das "unvernünftige Gegenteil" zum gleitgelagerten Turbolader ist der

kugelgelagerte
Turbolader. Er ist bei einem Schaden an der Welle oder Lager NICHT revidierbar… allerdings kann er mit den Vorteilen aufweisen, dass er schon bei kleinen Abgasmengen schnell hohen Druck aufbauen kann. Besonders zu empfehlen bei kleinen Motoren oder für jene Fahrer, die die Leistung schlagartig spüren wollen, da er weniger Zeit brauch, um auf Touren zu kommen und demnach schneller mehr Frischluft fördern und verdichten kann. Außerdem lässt ein kugelgelagerter Lader ein Turboloch weniger zu, da er auch nach Lastwechseln schneller den Ladedruck aufbaut.

garret lader

Doch woher weiß man nun als Kunde, der vor der Turbolader-Wahl steht, welche Größe der Turbolader bzw. besser gesagt, welche Größe die Frischgas-Seite und die Abgasseite haben muss. Dazu sollte man sich vor Augen führen, dass die Frischgas- und Abgasseiten in unterschiedlichen Größen ein bestimmtes Volumen aufweisen. Angefangen bei der Abgasseite muss dieses Volumen erstmal komplett mit Abgasen gefüllt werden, bis der Lader seine volle Leistung entfaltet. Dies bedeutet, wenn man für einen hubraumkleinen Motor einen Lader mit einer zu großen Abgasseite wählt, stellt der Motor ein zu geringes Abgasvolumen zur Verfügung, welches die Abgasseite zu langsam füllt und damit das Ansprechverhalten senkt oder gar nicht entstehen lässt.

kugellager

Wenn man im Gegenzug eine zu kleine Abgasseite wählt, dann wird die Temperatur in der Abgasseite zu hoch, die Abgasseite bekommt Risse und wird undicht, im schlimmsten Fall kann der ganze Lader zerstört werden. Außerdem hat die zu große Abgasmenge einen Abgasrückstau zur Folge, der die Temperatur im Motor steigen und Thermikprobleme entstehen lässt. Selbst wenn der Lader unter der zu großen Abgasmenge keine Schäden nimmt, wird der Lader bei hohen Drehzahlen "überdrehen" und keine Leistung mehr aufbauen.

Bei der Verdichterseite, oder auch Frischgasseite genannt, verhält es sich mit der Größe ein wenig anders. Ein großes Frischgasgehäuse und ein dementsprechend großes Verdichterrad macht insoweit Sinn, da ein größeres Verdichterrad auch schon bei geringen Drehzahlen eine größere Frischluftmenge und einen höheren Volumenstrom fördern kann. Doch dort beginnt schon der Konflikt....je größer das Verdichterrad, desto mehr Masse und Trägheit weist es auch auf und braucht dadurch wieder mehr Zeit um hochzudrehen. Zudem würde man mit einer zu großen Frischgasseite ein so großes Volum an Frischluft fördern, dass im Motor ein so großes Volumen an Kraftstoff-Luft-Gemisch anliegt, welches der Motor nicht verarbeiten kann.

Bevor wir auf den letzten Unterschied, Turbolader mit internem oder externem Wastegate, eingehen, fassen wir nochmal kurz anhand eines Beispiels zusammen: Ich habe einen relativ kleinen Motor mit einem Hubraum von 1,6 Litern und möchte nach meinem Turboumbau ein schnelles Ansprechverhalten und eine schlagartige Leistungsentfaltung haben, da ich den Umbau mehr im Stadtverkehr oder auf Kurzstreckensprints nutzen will. Also wäre es in diesem Fall ratsam einen kugelgelagerten Lader zu nehmen, mit einer kleinen Abgas- und einer etwas größeren Frischgasseite. Dadurch habe ich einen Lader der schon bei geringen Drehzahlen und wenig Abgasvolumen seine Leistung entfaltet und durch das Kugellager auch dementsprechend früh einsetzt. Dass er in den oberen Drehzahlen keine oder wenig Leistung aufbaut ist zu verkraften, da ich ihn ja nur auf Kurzstrecke einsetzen will.
Nun ein anderes Beispiel: Ich habe einen hubraumgroßen Motor und möchte eine sich harmonisch aufbauende Leistungsentwicklung, da eine schlagartige Leistungsentwicklung aufgrund des großen Hubraums sowieso kein Sinn machen würde. Außerdem möchte ich auch im oberen Drehzahlbereich noch Leistungsreserven haben, da ich die Leistung auf Langstrecken abrufen will. Also wähle ich einen gleitgelagerten Turbolader mit einer dementsprechend großen Abgasseite und einer gleichgroßen bis etwas größeren Frischgasseite. Durch das Gleitlager habe ich in den oberen Drehzahlbereichen noch Reserven und durch die größere Frischgasseite habe ich ein höheres Volumen, welches gefördert werden kann. Das trägere Ansprechverhalten kann ich verkraften, da es mir nicht auf Kurzstreckenbeschleunigung ankommt.

Wir hoffen, dass diese Beispiele und die vorangegangenen Erklärungen Ihnen schon weiterhelfen konnten, da wir nun auf den abschließenden Unterschied eingehen, der da wäre: Lader mit internem Wastegate oder einen Lader, bei dem das Wastegate extern auf dem Krümmer montiert wird?
Egal ob intern oder extern leitet das Wastegate überflüssige Abgase an der Turbine des Turboladers in die Abgasanlage. Dies passiert bei einem am Wastegate eingestellten Wert und verhindert so, dass es durch Überschreiten des Ladedrucks zu Beschädigungen an der Welle des Laders oder anderen Bauteilen kommt. Interne Wastegates, also die die im Lader integriert sind, sind anfälliger was Beschädigungen angeht, da ihre Mechanik, welche die Bypassklappe öffnet und somit die überflüssigen Abgase an der Turbine vorbeileitet, im heißen Abgasstrom sitzt und somit hohen thermischen Belastungen ausgesetzt ist. Zudem sinkt durch ein auf den Krümmer montiertes Wastegate die Belastung durch thermische Einwirkungen zwischen Krümmer und Lader, da die überflüssigen, heißen Abgase schon im Krümmer und nicht erst im Lader entweichen.

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