Turbodiesel

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Turbodiesel bezeichnet umgangssprachlich einen Dieselmotor, bei dem die dem Motor zugeführte Verbrennungsluft durch einen oder mehrere Turbolader vorverdichtet wird, und dadurch mehr Luft in den Verbrennungsraum geleitet werden kann. So kann bei gleichem Hubraum mehr Sauerstoff, und folglich auch mehr Dieselkraftstoff zugeführt und verbrannt werden. Diese Maßnahme bedeutet für den Dieselmotor eine signifikante Steigerung der möglichen Leistung.

Aktuell[Bearbeiten]

Mittlerweile werden fast nur noch Turbodiesel mit Direkteinspritzung hergestellt. Um das Drehzahlband nicht nach oben zu beschränken, werden Turbomotoren kurzhubig ausgelegt.

Daimler-Benz führte 1978 in den Experimentalfahrzeugen C 111 Versuche mit aufgeladenen Dieselmotoren durch. Mit dem Motor OM 617 kam im gleichen Jahr erstmals im Pkw-Serienbau ein aufgeladener Dieselmotor (noch ohne Direkteinspritzung) im Exportmodell 300 SD der Baureihe W 116 zum Einsatz. Der Motor wurde ab 1979 auch im Modell 300 TD Turbodiesel der Baureihe W 123 verwendet.

Turboloch[Bearbeiten]

Als Turboloch wird ein Effekt bezeichnet, der ausschließlich bei aufgeladenen Motoren auftritt. Im unteren Lastbereich arbeitet der Motor nur als Saugmotor, da die Abgasmenge nicht ausreicht, die Turbine auf hoher Drehzahl zu halten. Wegen der niedrigen Drehzahl kann der Verdichter die Luft nicht stark genug komprimieren; er erreicht seinen Regelladedruck erst oberhalb einer bestimmten Drehzahl.

Der Fahrer bemerkt das Turboloch durch eine zunächst nur mäßige Beschleunigung des Wagens, selbst wenn er das Fahrpedal voll betätigt, denn eine vom Ladedruck abhängige Regelung sorgt dafür, dass die maximal mögliche Einspritzmenge (trotz „Vollgas“) nur um den Grad erhöht wird, um den der Ladedruck steigt. Während der anfangs zähen Beschleunigung steigt die Drehzahl des Laders nur langsam an und damit auch der Ladedruck, ab einer charakteristischen Motordrehzahl (je nach Motor zwischen 1600 und 2500/min) erreicht er jedoch relativ schnell sein Maximum, da die Welle des Turboladers wegen des nun ausreichenden Abgasstroms schnell genug dreht und deshalb den Regelladedruck aufbauen kann. Man erfährt diesen Effekt, der auf dem im Quadrat der Drehzahl ansteigenden Drehmoment der Turbomaschine beruht, durch eine etwas verzögerte, dann jedoch überproportionale Leistungsentfaltung des Motors und eine entsprechende Beschleunigung des Wagens. Diese Verzögerung wird als "Loch" empfunden und bezeichnet.

Moderne Turbo-Dieselmotoren haben verstellbare Leitschaufeln im Turbineneinlauf, dadurch wird die Anströmung des Turbinenlaufrades auch bei geringerer Abgasmenge verbessert, die Laderdrehzahl und die Laderleistung steigt und damit auch der Ladedruck des Verdichters. Das Turboloch kann jedoch nur durch einen Druckluftspeicher mit entsprechender Steuerung vollständig vermieden werden.

Turbolader[Bearbeiten]

Nach hoher Belastung (hohe durchschnittliche Leistungsabgabe) sollte der Motor nicht sofort nach dem Anhalten abgestellt werden, sondern sollte ein bis zwei Minuten im Leerlauf belassen werden (typisches Beispiel: Anhalten auf einem Autobahn-Rastplatz): Der Grund dafür sind die hohen Abgastemperaturen unter Last, die auch das Turbinenlaufrad stark erhitzen. Wird der Motor in diesem heißen Zustand sofort abgestellt, kriecht die Wärme zum turbinenseitigen Lager des Laders, das bei Motorstillstand auch nicht mehr durch Frischöl gekühlt wird. Das Restöl in dem Lager verkokt, setzt sich im Lager fest und verringert immer mehr das Lagerspiel. Macht man das sofortige Abstellen häufiger, ist irgendwann das Spiel zu klein oder ungleichmäßig, bei Volllast versagt dann das Lager vollständig, Öl gelangt in den Auspuff mit gefährlichen Folgen für den nachfolgenden Verkehr (Rauch und Öl auf der Fahrbahn). Durch das Nachlaufenlassen fällt die Abgastemperatur schnell ab, der Effekt tritt nicht bzw. nicht so stark auf.

Bei Turbo-Ottomotoren ("Benzinern") ist dies besonders wichtig, da hier die Abgastemperaturen noch etwas höher sind.

Durch das Nachlaufenlassen des Motors wird also vermieden, dass sich die Lebensdauer des Turboladers unnötig verkürzt. Neben Alterungseffekten wie abgenutzter Einspritzpumpe und -düsen, fehlerhafter Einstellung der Pumpenparameter sowie den prinzipbedingten Nachteilen älterer Gemischbildungssysteme (Wirbelkammer) ist es dieser Effekt, der bei alten Turbodieselmotoren zum bekannten Blaurauch und erhöhtem Ölverbrauch führt.

Literatur[Bearbeiten]

  • Hack/Langkabel: Turbo- und Kompressormotoren. 1. Auflage, Motorbuch Verlag, Stuttgart, 1999, ISBN 3-613-01950-7