download - amz.de

technik
IAA
Wälzlager sollen den Wirkungsgrad des
Turboladers und damit sein Ansprechverhalten
verbessern. Fotos: Bosch Mahle Turbosystems
Der Grund für das verzögerte Ansprechverhalten
großer Turbolader ist vor allem
in der Massenträgheit des Turbinenrades
zu suchen. Um diese zu senken, will Bosch
Mahle Turbosystems bei Dieselanwendungen
den Turbinenradwerkstoff Inconel
durch Titanaluminid ersetzen. Damit
soll sich das Trägheitsmoment des Turbinenrades
um 50 Prozent verringern lassen.
Die Folge sei ein deutlich spontaneres
Ansprechverhalten des Turboladers, was
der Autofahrer als unmittelbare Umsetzung
seines Leistungswunsches wahrnehmen
soll. Die höhere Ladedruckdynamik
soll beim Dieselbrennverfahren auch die
Emissionen reduzieren. Ferner hat Titanaluminid
eine höhere spezifische Festigkeit,
was eine Wirkungsgradsteigerung
durch das Anpassen des Turbinenraddesigns
ermöglicht.
Besser laden
_ Mittlerweile ist der Turbolader beim Dieselmotor Standard. Im
Rahmen ihrer Downsizing-Konzepte setzen ihn die Automobilhersteller
immer häufiger auch bei Benzinern ein. Mit einer Wälzlagerung
und einem optimiertem Turbinenrad will Bosch Mahle Turbosystems
Turbolader noch effizienter machen.
Obwohl alternative Antriebe in
den letzten Jahren im Fokus
der öffentlichen Diskussion
stehen, wird uns der Verbrennungsmotor
noch viele Jahre
erhalten bleiben. Der Druck seitens der
Abgasgesetzgebung auf die Automobilhersteller
ist jedoch sehr hoch. Sie müssen
mit allen verfügbaren und bezahlbaren
Mitteln den Kraftstoffverbrauch und die
Schadstoffemissionen drosseln. Gleichzeitig
wollen die Autofahrer mehr Leistung
und Komfort. Um diesen Spagat
zu meistern, ist der Turbolader ein sehr
wichtiger Baustein aktueller und künftiger
Motorenkonzepte.
Gegensätzliche Anforderungen
Aber auch der Turbolader ist nicht frei
von gegensätzlichen Anforderungen. Soll
er dynamisch anspringen und das Auto
verzögerungsfrei beschleunigen, muss er
möglichst klein sein. Ein kleiner Turbolader
erreicht aber recht bald das Maximum
des förderbaren Luftstroms, auch Stopfgrenze
genannt. Damit geht dem Motor
dann im oberen Drehzahlbereich wortwörtlich
die Puste aus. Ein größerer Turbolader
liefert zwar höhere Luftmengen,
spricht aber deutlich träger an.
Mit der variablen Turbinengeometrie
(VTG) konnte ein Kompromiss gefunden
werden, der bei kompakten Abmessungen
sowohl das spontane Ansprechen
eines kleinen als auch die Leistungsfähigkeit
eines großen Laders bietet. Die VTG-
Technologie ist bei Dieselmotoren mittlerweile
Standard. Die erste Generation des
VTG-Laders aus dem Hause Bosch Mahle
Turbosystems ist seit 2012 im Zwei-Liter
TDI-Motor des Volkswagen-Konzerns im
Serieneinsatz.
Neues Turbinendesign
Für künftige Motorengenerationen entwickelt
Bosch Mahle Turbosystems das Turbolader-Konzept
weiter. So soll ein neues
Design der VTG-Turbine die Effizienz deutlich
steigern und vor allem im Teillastbetrieb
Verbrauchsvorteile bringen. Mit dem
Verringern des Schaufelspiels will das Gemeinschaftsunternehmen
den Wirkungsgrad
des Turboladers zusätzlich verbessern.
In Summe sollen diese Maßnahmen
die Kohlendioxid-Emissionen senken und
das Drehmoment im unteren Drehzahlbereich
sowie die Dynamik weiter steigern.
Geringeres Trägheitsmoment
Wälz- statt Gleitlager
Eine weitere Möglichkeit, das Ansprechverhalten
und die Dynamik des Abgasturboladers
zu verbessern sieht Bosch Mahle
Turbosystems darin, den Wirkungsgrad zu
verbessern indem die Reibung reduziert
wird. Vor diesem Hintergrund will das
Unternehmen künftig auf Wälzlager statt
auf konventionelle Gleitlager an der Turbinenwelle
setzen. Die dadurch geringere
Reibung soll sich vor allem beim Kaltstart
und im Teillastbetrieb in Form eines geringeren
Kraftstoffverbrauchs bemerkbar
machen. Zusätzlich soll auch das Trägheitsmoment
kleiner und in Folge dessen
das Ansprechverhalten besser werden.
Wälzlager sollen darüber hinaus helfen,
den Turbolader kleiner bauen zu können.
Zudem soll er mit Wälzlagern leiser
laufen und somit den Komfort verbessern.
Bezüglich der Dauerhaltbarkeit gibt es bei
Wälzlagern den Entwicklern zufolge keine
Einschränkungen gegenüber bisherigen
Standard-Lösungen.
Richard Linzing
Neues Design und geringeres Schaufelspiel der
VTG-Turbine sollen die Kohlendioxid-Emissionen
senken und das Drehmoment im unteren
Drehzahlbereich sowie die Dynamik steigern.
68 amz - auto | motor | zubehör Nr. 9-2013