Turbodiesel

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

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

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⁻¹) 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.

Heutige 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 durch einen Druckluftspeicher mit entsprechender Steuerung vollständig vermieden werden.

Auch besteht die Möglichkeit, den Turboverdichter mit einem Elektromotor statt der Abgasturbine anzutreiben. Die Verdichterdrehzahl kann unabhängig vom Abgasmassenstrom vorgegeben werden. Elektromotoren besitzen ein sehr gutes Antriebsdrehmomentverhalten.

Literatur

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