Wahrscheinlich haben Sie mindestens einmal auf Autos mit Namensschildern oder Aufklebern "Turbo" geachtet. Äußerlich unterscheiden sie sich nicht von ihren "atmosphärischen" Gegenstücken, der einzige Unterschied besteht in der Verfügbarkeit der Aufladung unter der Haube. Wir werden versuchen, eine klare Erklärung dafür zu geben, was ein Turbolader ist, wofür er ist und wie er funktioniert.

Inhalt

• 1 Theoretische Aspekte
• 2 Was sind die Arten der Turboaufladung?
• 3 mechanische Verstärkung
• 4 Gasturbinenaufladung
• 5 Vor- und Nachteile der Turboaufladung

Theoretische Aspekte

Ungefähre Ansicht einer Gasturbine

Seit ihrer Einführung wurden Autos durch die Bemühungen ihrer Schöpfer modernisiert und vor allem in Sachen Motorleistung. Da dieser Parameter direkt mit dem Arbeitsvolumen des Motors sowie der Qualität des zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemischs zusammenhängt, gibt es zwei Möglichkeiten, die Leistung zu erhöhen - entweder um das Volumen der Einheit zu erhöhen (in der modernen Massenindustrie ist diese Methode nicht sehr beliebt), oder irgendwie einzuspritzen Zylinder mehr Luft. Die erste Methode ist aus offensichtlichen Gründen nicht populär - zusammen mit einer Zunahme des Volumens der Zylinder wird der Kraftstoffverbrauch auch zunehmen, außerdem wird das Gerät selbst in der Größe und Masse signifikant hinzufügen, was auch nicht immer akzeptabel ist. Deshalb haben Automobilingenieure einen Weg gefunden, die Luftzufuhr zu den Zylindern zu erhöhen.

Was sind die Arten von Turbolader?

Es gibt mehrere Möglichkeiten, mehr Luft in den Motor zu drücken:

• Resonanzdruckbeaufschlagung - wird aufgrund der kinetischen Energie der Luft in den Ansaugkrümmern ohne einen Auflader realisiert;
• mechanische Verstärkung - die Luftzufuhr wird durch den Einsatz eines mechanischen Kompressors erhöht, der wiederum von einem Automotor angetrieben wird;
• Gasturbinenaufladung - die Turbine treibt den Abgasstrom an.

Im ersten Fall erfolgt der Boost nur aufgrund der besonderen Form und Größe der Ansaugkrümmer ohne den Einsatz von Gebläsen. Deshalb werden wir es in diesem Material nicht beschreiben, sondern uns genauer mit den beiden anderen Optionen befassen, die unseres Erachtens besondere Aufmerksamkeit verdienen.

Mechanischer Schub

Einige moderne Autos sind noch mit Kompressoren ausgestattet.

Mechanischer Schub — способ увеличения подачи воздуха в двигатель посредством использования компрессора. Принцип работы компрессора выглядит следующим образом: когда двигатель начинает работать, его коленвал приводит в действие весь механизм. То есть механический наддув работает с первых моментов запуска мотора автомобиля.

Der unbestrittene Vorteil eines solchen Systems kann darin gesehen werden, dass die Luft bei jeder Motordrehzahl zwangsweise in die Zylinder gedrückt wird (auch die niedrigste) und der Druck dementsprechend mit einer Zunahme der Kurbelwellendrehzahl ansteigt. Daher sind Autos mit mechanischen Kompressoren mit "Turboloch" nicht vertraut. Aber ein solches Gerät hat seine negativen Seiten. Fakt ist, dass der Motor eines Autos einen gewissen Teil seiner Kraft verbraucht, um einen Kompressor in Bewegung zu bringen, was letztlich seine Effizienz reduziert. Darüber hinaus benötigt eine mechanische Druckbeaufschlagung mehr Platz im Motorraum. Ein solches Gerät erzeugt auch einen erhöhten Geräuschpegel.

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Die Lufteinspritzung in den Motor unter Verwendung eines Kompressors begann viel früher in der Automobilindustrie als die Verwendung eines Gasturbinenmechanismus. Trotz der Obsoleszenz sind solche Geräte heute noch in modernen Autos zu finden (ein auffälliges Beispiel ist die Firma Mercedes-Benz, auf deren neu gebauten Maschinen noch die Kompressor-Typenschilder schmücken).

Gasturbine Boost

Die meisten modernen Autos sind mit Gasturbinen-Turbosystemen ausgestattet. Das Funktionsprinzip der Turbine ist ähnlich der Kompressoraufladung, der einzige Unterschied ist, dass die Turbine durch den Abgasstrom des Autos angetrieben wird, nicht durch die Motorkurbelwelle. Auf Sensationen, die Aufnahme der Turbine, verglichen einige Fahrer den "Kick". Der Gasturbinen-Druckbeaufschlagungsmechanismus ist eine Vorrichtung aus zwei Laufrädern, die durch eine Welle starr miteinander verbunden sind. Jedes Laufrad ist in einem Gehäuse, der sogenannten Schnecke, eingeschlossen.

Gasturbinenvorrichtung

Die Vorrichtung der Turbine ist ziemlich einfach und besteht aus:

• zwei Laufräder;
• zwei Schnecken, in denen sich die Impeller drehen;
• die Welle, die das Laufrad verbindet;
• Gleitlager - zwei Unterstützung und ein Schub;
• ein Bypassventil, das zur Entlastung von Überdruck verwendet wird.

Das Funktionsprinzip des Turboladers ist sehr einfach. Abgase aus dem Abgaskrümmer treten in die erste Cochlea ein und drehen ihr Laufrad. Durch die Verbindungswelle wird die Rotation auf das zweite Laufrad übertragen, welches Druck in die zweite Spirale einbringt.

Vor- und Nachteile der Turboaufladung

Der Hauptvorteil der Turboaufladung besteht darin, die Leistung des Motors zu erhöhen, ohne den Kraftstoffverbrauch signifikant zu erhöhen. Um dieses Phänomen zu erklären, müssen Sie verstehen, wie der Turbolader funktioniert: Die Turbine wird nur von der Energie der Abgase und nicht von der Kraft des Motors angetrieben. Es ist jedoch notwendig, solche Konzepte wie allgemeine und spezifische Rentabilität des Motors zu unterscheiden. Mit anderen Worten, ein turbogeladener Motor wird einen größeren Kraftstoffverbrauch haben als eine atmosphärische Einheit mit ähnlichem Volumen. Dies liegt daran, dass das größere Luftvolumen, das in die Zylinder eintritt, mehr Kraftstoff verbrennen lässt. Die aufgeladene Einheit verbraucht jedoch weniger Kraftstoff pro Leistungseinheit. Zum Beispiel, wenn Sie zwei 1,4-Liter-Motoren mit einer Turbine und einem atmosphärischen 1,8-Liter, beide mit einer Leistung von 130 PS nehmen, dann wird 1,4 aufgrund der höheren Effizienz wirtschaftlicher sein.

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Was die Umweltfreundlichkeit von Turbomotoren betrifft: Obwohl das "Umweltbewusstsein" unter den lokalen Autoliebhabern nicht so gut entwickelt ist, sollte man nicht vergessen, dass die Turbomotoren weniger Umweltschäden verursachen. Dies liegt daran, dass die Temperatur in der Brennkammer eines turbogeladenen Motors etwas niedriger ist, daher wird die Bildung von Stickoxid reduziert und der Kraftstoff wird vollständiger verbrannt.

Das Funktionsprinzip der Gasturbine

Es war jedoch nicht ohne Fehler. Das erste, was Sie wissen sollten - die Turbine erfordert eine sorgfältige Einstellung. Während der Motor in Lagern aufgewickelt ist, wird Öl unter Druck zugeführt. Sobald der Motor verstopft ist, stoppt das Öl zu den Lagern. Wenn der Motor unter schweren Lasten betrieben wird, kann das Überdrucksystem überhitzen und versagen. Um eine Überhitzung zu vermeiden, sollte vor dem Abstellen des aufgeladenen Motors im Leerlauf einige Minuten gelaufen werden. Viele moderne Autos sind ab Werk mit speziell entwickelten Geräten ausgestattet - Turbo-Timer.

Es gibt noch einen weiteren wichtigen Moment - bei niedrigen Drehzahlen ist der Wirkungsgrad der Turbine sehr gering. Sie sollten auch den Effekt des Turbo-Modus erwähnen - die Turbine reagiert auf das Gaspedal mit einiger Verzögerung. Die Turboaufladung kann nur in einem engen Drehzahlbereich effektiv arbeiten, zudem ist die Größe der Turbine selbst von großer Bedeutung. Um die Produktivität dieses Systems zu erhöhen, installieren viele Autohersteller in ihren Autos zwei Turbinen unterschiedlicher Größe oder ein Paar von identischen Turbinen. Turbinen unterschiedlicher Größe können den Bereich des effizienten Turboladerbetriebs erheblich erweitern - nachdem die erste Turbine an Produktivitätseinbußen leidet, wird die zweite Turbine in Betrieb genommen. Zwei identische Turbinen ermöglichen es, die Produktivität zu steigern, die Beschleunigungsdynamik zu verbessern und den Effekt von Turbo-Yams zu reduzieren. Um diesen Effekt zu reduzieren, haben Autohersteller auf solche Tricks zurückgegriffen, wie die Masse von beweglichen Teilen der Turbine zu reduzieren. Dank dieser Turbine braucht es weniger Zeit zum Entspannen.