Wie funktioniert ein Turbolader?

Ein Verbrennungsmotor ist für den ordnungsgemäßen Betrieb auf den Luftstrom sowie auf die richtige Kraftstoffmenge angewiesen, um den Verbrennungsprozess zu erzeugen. Durch die natürliche Ansaugung verlässt sich ein Motor auf die Druckunterschiede, die durch das Öffnen und Schließen der Einlassventile erzeugt werden, wodurch ein Luftstrom in den Brennraum erzeugt wird.

Mit dem Fortschritt der Technik und dem Streben nach Effizienzsteigerung bei einem Motor gibt es neben der Hubraumerhöhung viele Möglichkeiten, die Leistung eines Motors zu steigern. Eine dieser Technologien ist die Turboaufladung.

Wie funktioniert ein Turbo?

Ein Turbolader ist ein zentrifugaler Leistungsaddierer, der Abgasdruck, -volumen und -temperatur verwendet, um eine Turbine im Abgasstrom zu drehen. Die Hauptkomponenten eines Turboladers sind Turbine, Turbinengehäuse, Mittellagerträger, Verdichter und Verdichtergehäuse.

Die Turbine ist über eine Welle mit dem Verdichterrad verbunden, das die Luftladung vor dem Eintritt in den Motor komprimiert. Wenn ein Motor läuft, werden Druckunterschiede durch die Bewegung von Kolben und das Öffnen von Ventilen erzeugt. Beim Öffnen des Auslassventils verlässt der Hochdruck-Hochtemperaturimpuls den Brennraum und wird zum Turbinengehäuse des Turboladers geleitet.

Wenn die Luft durch das Gehäuse strömt, dreht der Abgasimpuls die Turbine, die wiederum das Verdichterrad dreht. Das Verdichterrad erfüllt zwei Funktionen – erstens ziehen die Schaufeln des Rads die Ansaugluft an, und dann drücken die Schaufeln die Luft mithilfe der Zentrifugalkraft in das Verdichtergehäuse.

Wenn die Luft in das Kompressorgehäuse gedrückt wird, wird sie aufgrund des Luftvolumens und der Fliehkraft unter Druck gesetzt. Wenn genügend Volumen durch den Kompressor gepresst wird, erreicht es einen Punkt, an dem es den Hubraum des Motors überwindet und einen positiven Druck im Ansaugkrümmer erzeugt.

Wenn dies geschieht, wird ein Boost erzeugt. Wenn dem Motor mehr Luft zur Verfügung steht, kann der Motor mehr Kraftstoff verbrauchen. Je mehr Kraftstoff und Luft im Brennraum komprimiert werden, desto höher sind die Drücke, wodurch die Kolben härter und schneller nach unten gedrückt werden, wodurch mehr Leistung entsteht!

Es gibt zwei gängige Möglichkeiten, den Ladedruck eines Turboladers zu steuern:

• Wastegate: Das Wastegate ist ein Ventil auf der Abgasseite des Turbos. Es öffnet sich, damit Abgase das Turbinengehäuse umgehen können. Diese können außen montiert oder in das Turbinengehäuse eingegossen werden.
• Abblaseventil: Ein Blow-Off-Ventil (BOV) wird im Ansaugluftstrom platziert, um den Druck zu steuern und zu entlasten, bevor er in den Motor gelangt. Dieses Ventil öffnet sich, wenn die Drosselklappe geschlossen ist, um ein Pumpen zu verhindern.

Turbolader sind eine großartige Möglichkeit, die Leistung eines Verbrennungsmotors zu verbessern, ohne den Motor stärker zu belasten. Da ein Turbolader für den Betrieb auf Abgase angewiesen ist, gibt es keine mechanische Verbindung zum Motor. Zu beachten ist, dass alles, was der Motor drehen muss, ein gewisses Maß an Motorleistung zum Betrieb erfordert.

Wie sieht ein Turbo aus?

Sie fragen sich, wie ein Turbolader aussieht? Die eigentliche Einheit sieht aus wie ein Paar schneckenförmiger Fächer:

Was Sie vor dem Einbau eines Turboladers wissen sollten

Die Installation eines Turboladers an einem Motor kann ziemlich einfach sein. Es gibt jedoch viele Faktoren, die Sie für Ihren speziellen Motoraufbau berücksichtigen müssen, bevor Sie all diese zusätzliche Luft aufbringen, darunter:

Basis-Engine-Komponenten

Erstausrüster verwenden typischerweise Kolben aus Aluminiumguss, Pleuelstangen aus pulverisiertem Stahl und gusseiserne Kurbelwellen. Während diese Teile bei Saugmotoren zuverlässig sind, wird ihre Festigkeit beeinträchtigt, wenn einem Motor Aufladung hinzugefügt wird.

Je nach Bauart werden Kolben und Pleuel aus geschmiedetem Aluminium empfohlen. Stahlkurbelwellen sind im Aftermarket erhältlich und viel stärker als Gusseisen.

Ladeluftkühler

Wenn Luft komprimiert wird, erhöht sich auch die Temperatur der Luft. Das Hauptproblem bei der Heißlufttemperatur besteht darin, dass die Dichte der Sauerstoffmoleküle weiter auseinander gestreut ist, was Ihre Leistungsabgabe dramatisch beeinflussen kann.

Um diesem Temperaturanstieg entgegenzuwirken, sollte ein Ladeluftkühler verwendet werden, um die Lufttemperaturen zu senken, bevor sie in den Motor gelangen. Der Temperaturabfall verringert auch das Risiko von Motorklopfen und -detonationen, die für Ihren Motor sehr zerstörerisch sein können!

Zusätzlicher Kraftstoffvorrat

Wenn Sie einem Motor mehr Luft hinzufügen, wird mehr Kraftstoff benötigt, um eine effiziente Verbrennung aufrechtzuerhalten. In einigen Fällen kann Ihr werkseitiges Kraftstoffsystem möglicherweise nicht mit der erforderlichen Kraftstoffversorgung Schritt halten. Großvolumige Kraftstoffpumpen, größere Kraftstoffleitungen und einstellbare Kraftstoffdruckregler stellen sicher, dass dem Motor bei allen Lastbefehlen ausreichend Kraftstoff zur Verfügung steht.

Computer-Tuning

Bei neueren computergesteuerten Fahrzeugen ist es etwas schwieriger, die Zunahme des Luftstroms auszugleichen. Es gibt viele Aftermarket-Unternehmen, die Flash-Songs und Programmierer anbieten, die sicherstellen, dass ein Motormanagementsystem alles in Schach hält.

Vorschriften

Vor dem Einbau eines Turboladers sollten Sie unbedingt prüfen, ob dies in Ihrer Nähe legal ist. Kalifornien zum Beispiel hat Abgasvorschriften, die die Verwendung bestimmter Teile vorschreiben, wenn Turbos hinzugefügt werden. Informieren Sie sich über die Gesetze und Vorschriften in Ihrer Nähe!

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