Abgasturbolader für Pkw

Zukünftige Anforderungen verlangen nach Abgasturboladern die Folgendes kombinieren:

  • Verbrauchsreduzierung und somit CO2-Einsparung
  • Fahrspaß (Low End Torque)
  • Einhaltung der Abgasnormen
  • Hervorragende Langlebigkeit
  • Optimale Betriebskennwerte

Bosch Mahle Turbo Systems liefert hierfür das passende Produktportfolio. Jeder ATL wird dabei optimal und spezifisch auf den Motor angepasst.

Für Pkw-Dieselmotoren wurde eine ATL-Familie für die Leistung von 35 bis 165 kW entwickelt. Der Ladedruck kann mittels Wastegate oder Variabler Turbinengeometrie (VTG) geregelt werden.

Für Pkw-Ottomotoren umfasst das Produktportfolio eine Leistung von 45 bis 220 kW. Aufgrund der hohen thermischen Belastung wird für Ottomotoren die Wastegate Ladedruckregelung eingesetzt.

Aufladung

Schaltbild klassische einstufige Aufladung mit LLK Variante: Ottomotor ohne AGR
klassische einstufige Aufladung mit LLK Variante: Ottomotor ohne AGR

Mit Hilfe der Aufladung gelangt eine größere Luftmasse in den Verbrennungsraum, sodass mehr Kraftstoff verbrannt werden kann. Im Vergleich zum Saugmotor führt dies zu einer höheren Leistungsausbeute bei gleichem Hubraum und somit höherem Low End Torque.

Umgekehrt kann für eine bestimmte Motorleistung der Hubraum kleiner gewählt werden, was unter dem Begriff „Downsizing“ gemeint ist. Das Downsizing reduziert den Kraftstoffverbrauch und damit verbunden den CO2-Ausstoß. Grund für die Verbrauchseinsparung ist der Motorbetrieb mit höherem Mitteldruck in spezifisch höher belasteten und damit verbrauchsgünstigeren Kennfeldbereichen.

Aufbau des Abgasturboladers

Der Abgasturbolader (ATL) nutzt die Energie des Abgases zur Aufladung des Verbrennungsmotors. Im Gegensatz zur mechanischen Aufladung benötigt der ATL keine mechanische Antriebsleistung. Dies führt im direkten Vergleich zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch. Der ATL besteht aus zwei Strömungsmaschinen: einer Abgasturbine, die die Energie aus dem Abgas aufnimmt und einem Verdichter, der die Ansaugluft verdichtet. Baugruppen des Abgasturboladers:

  • Abgasturbine mit Turbinenrad und Turbinengehäuse
  • Verdichter mit Verdichterrad und Verdichtergehäuse
  • Rumpfgruppe mit Laufzeug und Lagerung
  • Regelorgan für den Ladedruck