Wenn ein Auto als „turboaufgeladen“ beworben wird, hat jeder das allgemeine Gefühl, dass es sich um einen leistungsstärkeren Motor handelt, der zu zusätzlicher Leistung fähig ist. Aber wissen Sie auch genau, wie dieser Motor diese Magie vollbringt?
Wie funktioniert ein Turbolader?
In einem herkömmlichen Verbrennungsmotor ist der Luftstrom tatsächlich der kritischste Faktor für die Motorleistung. Normalerweise saugen bei einem laufenden Motor die abwärtsgerichteten Kolbenbewegungen Luft in die Zylinder. Diese Luft wird mit Kraftstoff vermischt, und das entstehende Gemisch wird gezündet, um Energie freizusetzen. Wenn Sie das Gaspedal treten, pumpen Sie nicht einfach flüssigen Kraftstoff in den Motor, sondern saugen mehr Luft an, die wiederum mehr Kraftstoff mitreißt, um Leistung zu erzeugen.
Ein Turbolader ist eine mechanische Vorrichtung, die von Abgasen angetrieben wird und die Motorleistung erhöht, indem sie mehr Luft in den Motor pumpt. Ein Turbolader besteht aus einem Paar gehäuselüfterähnlicher Teile, die auf einer gemeinsamen Welle montiert sind. Eines (die Turbine) ist mit dem Abgassystem verbunden, während das andere (das Gebläse oder Verdichterrad) mit der Motoransaugung verbunden ist. Der Abgasstrom lässt die Turbine rotieren, was wiederum das Verdichterrad in Drehung versetzt. Der Verdichter bläst Luft mit einer höheren Rate in den Motor, als dieser allein ansaugen könnte. Das größere Luftvolumen kann mit einer größeren Kraftstoffmenge gemischt werden, was die Leistungsabgabe erhöht.
Damit der Turbolader richtig funktioniert, muss ein ausreichender Abgasdruck vorhanden sein, um die Turbine in Drehung zu versetzen (das sogenannte „Aufdrehen“ des Turbos). Dies geschieht typischerweise erst, wenn die Motordrehzahl 2000 bis 3000 U/min erreicht. Diese Verzögerung, bis der Motor die erforderliche Drehzahl erreicht hat, wird als Turboloch bezeichnet. Sobald der Turbo jedoch „aufgedreht“ ist, halten Sie sich fest – das Ergebnis ist oft ein kräftiger Leistungsschub, manchmal begleitet von einem sirrenden Geräusch, das an ein Düsentriebwerk erinnert.
Welche Autos verwenden Turbolader?
Früher wurden Turbolader nur in Sportwagen eingesetzt, um ihnen einen extra Kick zu verleihen. Seit die Regierungen jedoch höhere Kraftstoffeffizienzstandards vorschreiben, setzen viele Autohersteller auf kleinere turbogeladene Motoren, um größere, durstigere Motoren zu ersetzen. Ein Turbolader ermöglicht es einem kleinen Motor, bei Bedarf die Leistung eines großen Motors zu liefern. Wenn der Leistungsbedarf jedoch gering ist (wie beim Cruisen auf der Autobahn), verbraucht der kleinere Motor weniger Kraftstoff. Traditionell benötigten turbogeladene Motoren Kraftstoff mit hoher Oktanzahl, daher verwenden viele dieser sparsamen Turbomotoren heute Direkteinspritzung, die die Verwendung von preiswertem 87-Oktan-Kraftstoff (Normalbenzin) ermöglicht. Denken Sie daran: Ihr Kraftstoffverbrauch hängt von Ihrem Fahrverhalten ab. Bei einem schweren Fuß verbraucht ein kleiner Turbomotor genauso viel Kraftstoff wie ein großer Motor.
Die meisten Dieselmotoren verwenden Turbolader. Diesel ist bei niedrigen Drehzahlen kraftvoll, fehlt es aber an Leistung bei höheren Drehzahlen; Turbolader verleihen Dieselmotoren eine breite, flache Leistungskurve, die sie besser für Personenkraftwagen geeignet macht. Im Gegensatz zu Benzinmotoren sind Dieselmotoren mit Turbolader in der Regel sogar sparsamer.
Turbolader vs. Kompressoren
Eine ähnliche Art von Vorrichtung wird als Kompressor (oft auch „Mechanischer Lader“ oder „Supercharger“) bezeichnet. Anstatt einer von Abgasen angetriebenen Turbine wird der Kompressor mechanisch vom Motor angetrieben – in der Regel durch einen Riemen, manchmal auch durch Zahnräder. Kompressoren haben den Vorteil, dass sie das Turboloch eliminieren, aber sie benötigen selbst viel Motorleistung zum Antrieb, sodass sie nicht immer den gleichen Netto-Leistungsgewinn wie ein Turbolader erzielen. Kompressoren werden oft in Dragstern eingesetzt, die viel Leistung im unteren Drehzahlbereich benötigen. Der schwedische Automobilhersteller Volvo kombiniert in seinem Drive-E-Motor sogar sowohl Kompressor- als auch Turbolader-Aufladung.