Wenn es um die Turboaufladungstechnik geht, ist vielen Autoenthusiasten das Funktionsprinzip bekannt. Es nutzt die Abgase des Motors, um die Turbinenschaufeln anzutreiben, die wiederum den Luftkompressor antreiben und so die Ansaugluft des Motors erhöhen. Dies verbessert letztendlich den Verbrennungswirkungsgrad und die Ausgangsleistung des Verbrennungsmotors.
Die Turboaufladungstechnologie ermöglicht es modernen Verbrennungsmotoren, eine zufriedenstellende Leistung zu erzielen und gleichzeitig den Hubraum des Motors zu reduzieren und die Abgasnormen einzuhalten. Mit der Weiterentwicklung der Technologie sind verschiedene Arten von Aufladungssystemen entstanden, wie z. B. Einzelturbo, Doppelturbo, Kompressoraufladung und elektrische Turboaufladung.
Heute sprechen wir über die renommierte Aufladetechnologie.
Warum gibt es Supercharger? Der Hauptgrund für die Entwicklung der Aufladung besteht darin, das Problem der „Turboverzögerung“ anzugehen, das häufig bei herkömmlichen Turboladern auftritt. Wenn der Motor bei niedrigen Drehzahlen läuft, reicht die Abgasenergie nicht aus, um einen Überdruck im Turbo aufzubauen, was zu einer verzögerten Beschleunigung und einer ungleichmäßigen Leistungsabgabe führt.
Um dieses Problem zu lösen, haben sich Automobilingenieure verschiedene Lösungen einfallen lassen, beispielsweise die Ausstattung des Motors mit zwei Turbos. Der kleinere Turbo sorgt für Auftrieb bei niedrigen Drehzahlen, und sobald die Motordrehzahl steigt, schaltet er für mehr Leistung auf den größeren Turbo um.
Einige Autohersteller haben herkömmliche abgasbetriebene Turbolader durch elektrische Turbolader ersetzt, die die Reaktionszeit erheblich verbessern, Verzögerungen beseitigen und für eine schnellere und gleichmäßigere Beschleunigung sorgen.
Andere Autohersteller haben den Turbo direkt mit dem Motor verbunden und so eine Kompressortechnologie entwickelt. Diese Methode stellt sicher, dass der Boost sofort erfolgt, da er mechanisch vom Motor angetrieben wird, wodurch die Verzögerung, die bei herkömmlichen Turbos auftritt, entfällt.
Die einst so glorreiche Aufladetechnologie gibt es in drei Haupttypen: Roots-Kompressoren, Lysholm-Kompressoren (oder Schraubenkompressoren) und Zentrifugalkompressoren. In Personenkraftwagen nutzt die überwiegende Mehrheit der Aufladesysteme aufgrund seiner Effizienz und Leistungseigenschaften die Konstruktion des Zentrifugalladers.
Das Prinzip eines Zentrifugalladers ähnelt dem eines herkömmlichen Abgasturboladers, da beide Systeme rotierende Turbinenschaufeln verwenden, um Luft zur Aufladung in den Kompressor zu saugen. Der entscheidende Unterschied besteht jedoch darin, dass der Radiallader nicht auf Abgase angewiesen ist, um die Turbine anzutreiben, sondern direkt vom Motor selbst angetrieben wird. Solange der Motor läuft, kann der Kompressor kontinuierlich für Ladedruck sorgen, ohne durch die verfügbare Abgasmenge eingeschränkt zu werden. Dadurch wird das Problem der „Turboverzögerung“ effektiv beseitigt.
Damals führten viele Autohersteller wie Mercedes-Benz, Audi, Land Rover, Volvo, Nissan, Volkswagen und Toyota Modelle mit Kompressortechnologie ein. Allerdings dauerte es nicht lange, bis die Aufladung weitgehend aufgegeben wurde, vor allem aus zwei Gründen.
Der erste Grund ist, dass Kompressoren Motorleistung verbrauchen. Da sie von der Kurbelwelle des Motors angetrieben werden, benötigen sie für ihren Betrieb einen Teil der Eigenleistung des Motors. Dadurch eignen sie sich nur für Motoren mit größerem Hubraum, bei denen der Leistungsverlust weniger spürbar ist.
Beispielsweise kann ein V8-Motor mit einer Nennleistung von 400 PS durch Aufladung auf 500 PS gesteigert werden. Ein 2,0-Liter-Motor mit 200 PS würde jedoch mit einem Kompressor Schwierigkeiten haben, 300 PS zu erreichen, da der Stromverbrauch des Kompressors einen Großteil des Gewinns ausgleichen würde. In der heutigen Automobillandschaft, in der Motoren mit großem Hubraum aufgrund von Emissionsvorschriften und Effizienzanforderungen immer seltener werden, ist der Raum für Aufladetechnologie erheblich kleiner geworden.
Der zweite Grund sind die Auswirkungen der Umstellung auf Elektrifizierung. Viele Fahrzeuge, die ursprünglich mit der Aufladetechnik ausgestattet waren, sind inzwischen auf elektrische Turboladersysteme umgestiegen. Elektrische Turbolader bieten schnellere Reaktionszeiten, einen höheren Wirkungsgrad und können unabhängig von der Motorleistung betrieben werden, was sie im Kontext des wachsenden Trends zu Hybrid- und Elektrofahrzeugen zu einer attraktiveren Option macht.
Beispielsweise haben Fahrzeuge wie der Audi Q5 und der Volvo XC90 und sogar der Land Rover Defender, der einst an seiner V8-Kompressorversion festhielt, die mechanische Aufladung auslaufen lassen. Durch die Ausstattung des Turboladers mit einem Elektromotor wird die Aufgabe, die Turbinenschaufeln anzutreiben, auf den Elektromotor übertragen, sodass die volle Leistung des Motors direkt an die Räder abgegeben werden kann. Dies beschleunigt nicht nur den Ladevorgang, sondern macht es auch überflüssig, dass der Motor Leistung für den Kompressor opfern muss, was den doppelten Vorteil einer schnelleren Reaktion und einer effizienteren Leistungsnutzung bietet.
Zusammenfassung
Derzeit sind Kompressorfahrzeuge immer seltener auf dem Markt. Es gibt jedoch Gerüchte, dass der Ford Mustang über einen 5,2-Liter-V8-Motor verfügen könnte, wobei die Kompressoraufladung möglicherweise ein Comeback erlebt. Während sich der Trend hin zu Elektro- und Turboaufladungstechnologien verlagert hat, besteht immer noch die Möglichkeit, dass die mechanische Aufladung in bestimmten Hochleistungsmodellen zurückkehrt.
Die mechanische Aufladung galt einst als exklusiv für Top-End-Modelle und scheint etwas zu sein, was nur noch wenige Automobilhersteller bereit sind, zu erwähnen, und mit dem Niedergang der Modelle mit großem Hubraum wird es die mechanische Aufladung möglicherweise bald nicht mehr geben.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.09.2024
