Turbolader gibt es schon seit geraumer Zeit. Ob Sie es glauben oder nicht, General Motors war 1962 mit dem Oldsmobile Turbo Jetfire der erste, der Turbos für seine Fahrzeuge einführte. Turbos fügen tonnenweise Leistung hinzu, ohne dass ein größerer Motor erforderlich ist, und arbeiten mit den gleichen Abgasen, die Ihr Fahrzeug bereits produziert.
Turbos sind brillante technische Errungenschaften, die sich schnell in der gesamten Automobilindustrie verbreitet haben. Es begann als seltene Leistungssteigerung, die auf High-End-Luxus- und Sportwagen beschränkt war, ist aber heute ein allgegenwärtiges Add-On, das die Effizienz steigert.
Lesen Sie weiter, um mehr über die Funktionsweise von Turbos zu erfahren.
Warum moderne Autos Turbolader verwenden
Turbolader gehen auf das Jahr 1905 zurück, als Alfred Büchi ein Patent für einen frühen Turbolader erteilt wurde. Es ist erstaunlich, wie die Technologie mehr als ein Jahrhundert zurückreicht, besonders wenn man bedenkt, welchen Boom Turbolader derzeit erleben.
Interessanterweise wurden frühe Turbos mit Blick auf die Leistung eines Flugzeugs entwickelt. Verbrennungsmotoren verwenden Luft und Kraftstoff, die in der Brennkammer des Motors unten am Kolben gezündet werden, wodurch der Motor Strom erzeugen kann.
Vor Turbos war die einzige Möglichkeit, die Leistung eines Motors zu steigern, die Erhöhung des Hubraums. Indem die Brennkammer physisch größer gemacht und der gesamte Motor erweitert oder mehr hinzugefügt wird Zylinder können Motorenhersteller mehr Kraftstoff und Luft verbrennen und so die Leistung des Motors erhöhen Ausgang. Aus diesem Grund wurde das berühmte Sprichwort „Hubraum ist durch nichts zu ersetzen“ zu einem festen Begriff in der Automobilwelt.
Es gibt jedoch eine effizientere Möglichkeit, Leistung hinzuzufügen, ohne den Hubraum erhöhen zu müssen: Turbolader. Diese Geräte ermöglichen es einem Motor, mehr Leistung zu erzeugen, ohne den Hubraum physisch zu erhöhen, und beweisen, dass es absolut einen Ersatz für den Hubraum gibt.
Die besten Hochleistungs-EVs beweise auch, dass der Spruch falsch ist. Ein Beispiel ist die ultraschnelle Lucid Air, das schneller ist als klassische V8-Muscle-Cars, während es mit Elektronen läuft.
Was ist ein Turbo?
Einfach ausgedrückt ist ein Turbolader ein Luftkompressor, der von den Abgasen des Motors angetrieben wird. Dieser Kompressor ermöglicht es dem Motor, mehr Luft einzusaugen, wodurch der Motor mehr Kraftstoff in die Brennkammer einfüllen kann, ohne mehr Hubraum hinzuzufügen. Bei Flugzeugen sind Turbolader eine sehr komfortable Anwendung.
Wenn ein Flugzeug weiter steigt, wird die Luft weniger dicht; Daher wird derselbe Motor in höheren Lagen weniger Leistung erbringen als näher am Meeresspiegel. Dies ist ein großes Problem, aber Turbolader bieten eine großartige Lösung.
Turbolader, die Flugzeugmotoren hinzugefügt werden, ermöglichen es, mehr Luft in den Motor zu drücken, als dies normalerweise in großen Höhen möglich wäre, wodurch das Problem des Leistungsverlusts beim Fliegen gelöst wird. Wie Flugzeugmotoren mit Saugmotor (NA) leiden auch NA-Autos im Vergleich zu Motoren mit Turbolader unter Leistungsverlust in großen Höhen.
Wie funktionieren Turbolader?
Turbolader sind Luftkompressoren, also erledigt ein Turbo, wie der Name schon sagt, eine Aufgabe: Luft komprimieren und in den Motor stopfen. Die Art und Weise, wie es diese Aufgabe erfüllt, ist relativ einfach. Ein Motor erzeugt Abgase aufgrund der Verbrennung, die das Fahrzeug antreibt, und Turbos nutzen diese Verbrennung, um eine Turbine anzutreiben, die schließlich zur Kompression der Luft führt, die in die geschoben wird Motor.
Das Tolle an einem Turbo ist, dass er Abgase recycelt, um den Kompressormechanismus anzutreiben. Turbos sind in zwei Hälften unterteilt: den heißen Bereich, der mit den Abgasen in Kontakt kommt, und den kalten Bereich.
Das bedeutet, dass eine der Hälften (die heiße) mit dem Auspuffkrümmer verbunden ist. Wenn heiße Luft aus dem Motor verdrängt wird, dreht sie eine Turbine, die in der heißen Hälfte des Turboladers enthalten ist, die wiederum den Kompressorlüfter dreht, der in der kalten Region des Turbos untergebracht ist.
Diese beiden rotierenden Elemente sind durch eine Welle verbunden, die es der Turbine der heißen Seite ermöglicht, den Kompressor der kalten Seite zu drehen, wenn die Abgase hereinströmen. Während dieses Vorgangs beginnt die heiße Seite des Turboladers rotglühend zu glühen, weshalb Turbolader oft mit einer Seite ganz rostig und der anderen makellos zu sehen sind.
Dies liegt an den extremen Temperaturen, die der heiße Bereich des Turbos durch die Abgase erfährt. Die Abgase ermöglichen es dem Kompressor der kalten Seite, sich zu drehen und Luft anzusaugen, sie zu komprimieren und zurück in den Motor zu schieben. Dies erzeugt theoretisch mehr Leistung.
Das Komprimieren der Luft erzeugt jedoch auch Wärme, was die Vorteile des Kompressors zunichte macht. Die Lösung besteht darin, einen Ladeluftkühler zwischen dem Turbolader und dem Ansaugkrümmer hinzuzufügen. Dadurch kann sich die in den Brennraum eintretende Luft abkühlen und die Leistung steigern. Deshalb sieht man einige Turboautos mit Lufthutzen, die die vorbeiströmende Luft nutzen, um die komprimierte Luft zu kühlen.
Turbolader können eine gewisse Verzögerung aufweisen, wenn der Turbo hochfährt. Das liegt daran, dass Abgase benötigt werden, um ihn auf Touren zu bringen, bevor er den Motor tatsächlich ankurbeln kann. Einige Aftermarket-Autoteilehersteller stellen auch Anti-Lag-Systeme her, um das Lag-Problem zu lösen. Sie sind jedoch teuer und werden normalerweise nur von professionellen Rennteams verwendet.
Wastegates sind auch wesentliche Komponenten, die es ermöglichen, dass Luftdruck freigesetzt wird, bevor er die Turbine dreht, wodurch ein katastrophaler Motorausfall verhindert wird. Wenn in Turboladersystemen keine Wastegates vorhanden wären, könnte der Motor möglicherweise die Turbine überdrehen und zu viel Druck in den Motorraum drücken. Dies ist ein völlig unerwünschtes Szenario, das zu einem katastrophalen Motorausfall führen könnte.
Hersteller haben die Turboaufladung flächendeckend in ihre Fahrzeugpaletten aufgenommen, hauptsächlich aus Gründen der Effizienz. Nichtsdestotrotz betrachten Enthusiasten Turbos immer noch als ihre erste Anlaufstelle für zusätzliche Leistung in ihrem Fahrzeug.
Turbos ermöglichen effizientere Autos
Dank Turbolader bringen moderne Vierzylinder-Motoren in Bezug auf die Leistung ungefähr so viel wie V8 der alten Schule und liefern gleichzeitig bessere Benzinverbrauchswerte. Viele Hersteller haben sich in letzter Zeit der Turboaufladung ihrer Fahrzeuge zugewandt – sogar Ford hat seine F-150-Pickups mit verkleinerten Turbomotoren ausgestattet, um sie effizienter zu machen.
Ob diese Motoren besser oder langlebiger sind als Motoren mit größerem Hubraum, ist noch offen. Eines ist jedoch sicher: Angesichts des Ansturms von Hybridautos und Elektrofahrzeugen können selbst Turbos den Verbrennungsmotor möglicherweise nicht mehr retten.
