Turbolader - mehr Kraft durch intelligente Technik
Technische Infomartionen
Wie funktioniert ein Turbolader?
Turbolader sind sehr beliebt und effizient um die Leistung des Motors zu erhöhen. Derzeit werden Turbolader bei fast allen neuen Dieselmotoren und in vielen Ottomotoren eingebaut.
Im Motorzylinder wird ein Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt. Um die Leistung eines Verbrennungsmotors zu erhöhen, sollte man - am einfachsten gesagt - für mehr Luft und Kraftstoff im Motorzylinder sorgen.
Es gibt hierzu eine ganze Reihe von Möglichkeiten. Eine der wirksamsten Methoden ist die Montage eines Turboladers, der für eine höhere Luftzufuhr sorgt.
Ein Turbolader besteht aus zwei Hauptteilen - einer Turbine und einem Verdichter. Sie sind mit einer gemeinsamen Welle verbunden. Das Turbinenrad, die sog. heiße Seite, wird mit den Abgasen angetrieben. Das Verdichterrad, die sog. kalte Seite, befindet sich an der gleichen Welle, wird also auch in Bewegung gesetzt und verdichtet somit die Luft, die in das Ansaugsystem gelangt.
Sicherheit
Ein turbogeladener Motor ist in der Lage einen Druck von bis zu sieben Bar zu erzeugen. Als Beispiel kann hier der Formel 1 Motor dienen, der vor ein paar Jahren verwendet wurde. Bei 1,5Liter Hubraum erzeugte man eine Leistung von mehr als 1000 PS. Unter normalen Bedingungen ist es durch den Einsatz eines Turboladers bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor möglich, die Leistung zu verdoppeln.
Die Vorteile eines Turboladers
- Ein Motor mit Turbolader verbraucht weniger Kraftstoff, als ein Motor ohne Turbolader (Steigerung der Effizienz)
- Das Drehmoment im Motor kann durch eine hohe Steigerung des Drehmotors bei niedrigen Motordrehzahlen erhöht werden. Die volle Leistung des Motors wird bei niedrigen Drehzahlen beibehalten. Daher muss beim Anfahren eines Gefälles nicht zurückgeschaltet werden und man verliert langsamer an Geschwindigkeit
- Das Verhältnis der Leistung zur Masse, d. h. Kilowatt (erzeugte Leistung) pro Kilogramm des Motors (Motormasse) ist mit einem Turbolader viel besser als in einem Motor, in dem die Abgase auf eine natürliche Weise abgeführt werden.
- Eine Einheit mit einem Turbolader hat kleinere Abmessungen als ein Motor mit gleicher Leistung ohne Turbolader.
- Die Effizienz eines Motors mit einem Turbolader bei hoher Drehzahl ist deutlich besser.
- Da der Motor kleiner ist, ist der von ihm erzeugte Lärm niedriger, der Turbolader wird zu einem zusätzlichen Schalldämpfer durch den die Abgase strömen.
- Die Motoren mit einem Turbolader können mit einem hohen Luftüberschuss arbeiten, was heute eine der Anforderungen ist, die an Motoren mit einer geringen Abgasemission und einem geringen Kraftstoffverbrauch gestellt wird.
Besonderheiten
Ein Turbolader arbeitet unter besonders schwierigen Bedingungen. Der Rotor des Turboladers befindet sich im Abgasstrom mit Temperaturen von über 1.000°C. Die Turbinenwelle dreht sich zusätzlich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 290.000 U/min.
Turbolader werden mit Überdruckventilen zur Regelung des Ladedrucks oder mit Systemen mit einer variablen Turbinengeometrie ausgerüstet. Die Druckregelung wird durch die Motorelektronik überwacht (bei den Dieselmotoren - EDC-System), die entsprechend die Betriebsparameter der Turbine wählt.
- Vorderseite des Verdichters
- Kanal des Verdichters
- Ladeluftkühler, oder auch Innercooler
- Einlasskrümmer
- Auspuffkrümmer
- Seite der Turbine
- Rückseite des Turboladers
Die Abgase aus dem Auspuffkrümmer (5) gelangen an der Seite der Turbine (6) auf die Rotorblätter und setzen diese in Bewegung. Anschließend werden diese in einen Kanal auf der Rückseite des Turboladers (7) in das Abgassystem eingeführt.
Gleichzeitig arbeitet auch die kalte Seite. An der Vorderseite des Verdichters (1) wird die Luft eingesaugt, die in der Regel zuerst durch einen Luftfilter fließt. Durch die Drehung der Welle und des Rotors wird die Luft verdichtet und im Endeffekt kann dem Zylinder in der gleichen Volumeneinheit eine größere Luftmenge zugeführt werden.
Aus dem seitlichen Kanal des Verdichters (2) gelangt die Luft in den Einlasskrümmer (4) oder den Ladeluftkühler, sog. Intercooler (3). Die Verdichtung führt zum Ansteigen der Temperatur. Bei großen Mengen an Druckluft kann es zu Temperaturen von bis zu 90 °C kommen. Eine so hohe Temperatur führt zu einer verringerten Effizienz bei der Befüllung des Zylinders und zu deren Senkung wird genau der Ladeluftkühler verwendet.
- Leistungsmangel oder Ladedruck zu niedrig
- Ladedruck zu hoch
- Turbolader pfeift
- Blauer Rauch
- Hoher Ölverbrauch
- Öl am Verdichter
- Verdichter- oder Turbinenrad defekt
- Öl an der Turbine
- Schwarzer Rauch
Diese Anzeichen können Auftreten. Um sicher zu gehen, können Sie unser Turbolader-Prüftool nutzen, welches Ihnen nahand Ihrer gemachtet Eingaben die möglichen Ursachen ausgibt.
Ursachen für Schäden am Turbolader
Schäden am Turbolader sind vor allem auf externe Faktoren zurückzuführen:
- Beschädigungen durch Fremdkörper
Z. B. durch Materialien im Auspuff- oder Ansaugkrümmer. Die Beschädigungen sind dann auf den Turbinenrädern und dem Kompressor sichtbar. - Tiefe Kratzer in den Gleitlagern
Entstehen durch verschmutztes Öl. Achtung: Das Öl und die Filter sollten eine entsprechende Qualität aufweisen und sind bei jeder Reparatur des Turboladers auszutauschen.
Die vorgenannte Beschädigung kann durch Folgendes verursacht werden:
Schäden am Überlaufventil des Ölfilters, Öl von niedriger Qualität, blockierter, verschmutzter oder schlechter Ölfilter, Verschleiß des Motors. - Die Unterbrechungen der Ölversorgung
Kann zur Verbrennung der Lager führen.
Die Ursachen dafür können sein: falscher Start des Motors nach dem Austausch oder der Reparatur des Turboladers, Austausch des Turboladers ohne ihn mit Öl zu befüllen, lange Fahrzeugstandzeiten, niedriger Öldruck, Verschmutzung des Öls z. B. durch Kühlmittel oder Kraftstoff. - Kein Öldruck - Lagerschäden
Ein deutlich zu niedriger Öldruck führt zu Verbrennungen der Lage im Turbolader sowie der Verfärbungen der Lager und der Turboladerwelle. Ein länger anhaltender zu niedriger Druck ist der gefährlichste Faktor der Ölversorgung; die Ursachen hierfür können sein: geknickte oder beschädigte Ölzuleitung, defekte Ölpumpe, niedriger Ölstand in der Ölwanne, keine Schmierung langen Fahrten im steilen Gelände, Verschleiß des Motors. - Überhitzung - Beschädigung der Lager, Welle und des Gehäuses
Ansammlung von Ruß aus verbranntem Öl. Dies wird durch eine zu hohe Abgastemperatur, z. B. bei einem falsch eingestellten Einspritzwinkel (oder Zündung beim Ottomotor) oder einem zu schnellen Abschalten des Motors, verursacht.
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Die Reparatur und Austausch eines Turboladers
Die Reparatur
Da die Reparatur eines Turboladers ein schwieriges Unterfangen ist, benötigt man dafür eine Reihe an Spezialwerkzeugen und professionell geschultes Personal. Daher sind wir mit unserer Fachwerkstatt der ideale Dienstleister in Sachen Reparatur/Instandsetzung Ihres vorhandem Turboladers.
Kosten für die Instandsetzung erhalten Sie auf Anfrage.
Der Austausch eines Turboladers / Checkliste zum Einbau
Unerlässliche Arbeiten
(müssen bei jedem Austausch gemacht werden)
- Erstbefüllung durchgeführt
- neue Dichtungen verwendet (keine Dichtpaste!)
- Luftfilter und -leitungen gereinigt oder erneuert
- Ölwechsel gemacht
- Ölfilter ausgetauscht
- Ölzulauf-/ Ablaufleitung geprüft oder erneuert
- Katalysator / Partikelfilter geprüft / gereinigt
- Leitungen und Anbauteile gereinigt
- Zündung/Einspritzung abklemmen, Motor mit
- Anlasser durchdrehen, bis Öldruck aufgebaut
Zusätzliche Arbeiten
(wenn Verdichter- oder Turbinenrad beschädigt waren)
- Ladeluftkühler gewechselt
- Luftkompressor innen sauber
- Fremdkörper beseitigt
Wartung eines Turboladers
Ordnungsgemäßer Betrieb eines Turboladers
Empfehlungen für eine ordnungsgemäße Funktionsweise eines Fahrzeugs mit einem Turbolader:
- Öl und Ölfilter regelmäßig wechseln (nach Vorgaben des Fahrzeugherstellers)
- Luftfilter regelmäßig wechseln (nach Vorgaben des Fahrzeugherstellers); wird das Fahrzeug in einer besonders staubigen Umgebung genutzt, ist der Austausch entsprechend häufiger vorzunehmen.
- Empfehlung: Nach dem Starten des Motors sollte die Drehzahl 60 Sekunden lang nicht erhöht werden, weil das Öl die Lager des Turboladers noch nicht erreicht hat.
- Der Motor sollte bei einer hohen Drehzahl nicht abgeschaltet werden, weil der Turbolader immer noch läuft, jedoch nicht richtig geschmiert wird. Empfehlung: man sollte 30-60 Sekunden abwarten bis der Turbolader abkühlt und zum Stillstand kommt. Erst dann sollte der Motor abgeschaltet werden.
- Einen Motorschaden sofort beheben, weil dies zur Beschädigung des Turboladers führen kann.
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