- Turbolader nutzt Abgasenergie zur Luftverdichtung und Leistungssteigerung.
- Historisch gesehen kam 1962 GM Jetfire; 1973 brachte BMW 2002 Großserien-Turbolader.
- Frühe Turbolader litten unter Kraftstoffverbrauch und Turbo-Lag, heute dominieren Turbolader.
- Turbolader unterscheiden Festgeometrie und variable Geometrie.
Der Turbolader ist eine der bedeutendsten Innovationen der Automobiltechnik und hat Motoren mit Verbrennungsmotor leistungsfähiger und effizienter gemacht. Angesichts immer strengerer Emissionsvorschriften und der Tendenz zum Downsizing wird das Verständnis des Turboladers zu einer wesentlichen Kompetenz für jeden Fahrer. Von den ersten Anwendungen in den 1960er-Jahren bis zu modernen Motoren hat sich der Turbolader kontinuierlich weiterentwickelt und ist heute ein unverzichtbarer Bestandteil.
Historische entwicklung der turboc compressor-auto
Supraalimentarea durch Turbină la motoarele termice a fost propusă prima dată în anul 1905 de către inginerul elvețian Alfred Büchi, invenția sa devenind astfel viitorul motoarelor cu ardere internă.
In der kommerziellen Industrie nahm er Konturen an ab den 1920er-Jahren und steigerte die Motorleistung um etwa 40 %. Ursprünglich wurden Turbolader in großen Motoren eingesetzt – in Marine-Dieselmotoren, Lokomotivmotoren und später in Flugzeugmotoren.
Erste Anwendungen in Automobilen
Die Turbine wurde erstmals in Automobilen eingeführt – 1962 von General Motors für die Chevrolet- und Oldsmobile-Jetfire-Modelle. Diese Fahrzeuge wurden nach kurzer Zeit aufgrund geringer Zuverlässigkeit wieder aus dem Programm genommen.
In 1973 implementierte BMW das erste Großserienauto mit Turbolader – den BMW 2002. Weitere Hersteller boten danach benzinbetriebene Turbomotoren an.
Wegen des hohen Kraftstoffverbrauchs und des Turbo-Lag-Phänomens, bekannt als verzögerte Turbinenreaktion, verschwanden Turbolader einige Jahre später zwar aus dem Trend, waren aber trotz allem stärker als naturally aspirated Motoren.
Wiederbelebung der Turbine in der modernen Ära
Mit der Zeit wuchs die Popularität des Turboladers in allen Motortypen – ob Kompressionsz- oder Zündmotoren. Heutzutage dominieren Turbolader die Automobilindustrie, sodass kaum noch Saugmotoren angeboten werden.
Was ist eine turbinaauto und wie funktioniert sie
Turbine auto ist ein aggregat, das einen Teil der Abgase des Motors nutzt. Sie wird durch eine Wastegate-Ventil gesteuert, abhängig vom Bedarf, gesteuert durch das Motorsteuergerät, wodurch das gesamte Motorkomplex geschützt wird.
Funktionsprinzip:
- Die aufladung des motors durch nutzung der abgasaenergy
- Die verdichtung der luft, die in den motor eintritt
- Die erhöhung des ansaugdrucks und damit der motorleistung
- Die vergrößerung des maximalen drucks im brennraum
Erforderliche anpassungen für turbomotoren
Um mit einem Turbolader arbeiten zu können, muss ein Motor gegenüber einem Saugmotor thermisch und mechanisch stärker beansprucht werden:
- Motor stärker belastet und höhere betriebstemperaturen
- deutlich höhere leistungen erfordern strengere wartung
- komplexeres system, das zusätzliche pflege benötigt
Turbocharger werden in zwei große Gruppen unterteilt: Festgeometrie und variable Geometrie.
Aufbau und komponenten des turboladers
Der Turbolader besteht aus einer Achse, an einem Ende dem Verdichterschaufelrad und am anderen Ende dem Turbinenrad.
Der kalte teil – der kompressor
Diese komponenten befinden sich in einem schneckenhaus-ähnlichen gehäuse aus aluminium auf der kompressorseite. Das ist der kalte teil, wo sich:
- relative kühle luft befindet
- der sauberere bereich des turboladers
- verantwortlich für die verdichtung der zuströmenden luft
Der heiße teil – die turbine
Auf der turbinen seite, den heißen teil, erreichen die gases hitzegrade bis zu 1000 °C. Hier finden wir:
- ein widerstandsfähigeres material – gusseisen
- den dunkleren, schmutzigeren teil der turbine
- verantwortlich für die nutzung der energie aus den abgasen
Vorteile der turbinenintegration
Turbinen spielen heute eine zentrale rolle aus verschiedenen gründen:
Umwelt- und leistungsbenefits
- Niedrigere emissionswerte – einhaltung strenger werdender emissionsnormen
- Höhere motorleistung – mehr leistung bei kleinem hubraum
- Schnelleres beschleunigen – verbesserte reaktionsfähigkeit
- Höheres drehmoment – verfügbar bei niedrigeren drehzahlen
- Geringerer kraftstoffverbrauch – effizientere energienutzung
- Downsizing – reduktion des gesamten zylindervolumens
Hauptursachen für Turboladerdefekte
Der Turbolader ist so konzipiert, dass er die Motorlebensdauer maximiert; defekte entwiklung entstehen meist durch andere technische defekte oder unsachgemäße eingriffe.
Unsachgemäße eingriffe
Eine unsachgemäße aufrüstung am auto, um leistungswerte zu erhöhen, oder treibstoffemissionen zu senken, kann:
- zu einem zu hohen boost in der turbine führen
- zu einer deutlichen verkürzung der lebensdauer beitragen
- den limits des motors überschreiten
- zu hohen temperaturen und ungenügender schmierung führen
Eindringen fremder körperer
Ein weiterer grund für turbodefekte ist das eindringen fremder körper in das turbinen- oder kompressorgehäuse. Selbst kleine objekte können bei hohen drehzahlen (100.000-280.000 rot/min) zu:
- beschädigungen an turbinenschaufeln
- einem unrunden rotierendes zusammensetz
- irreversiblen schäden an teilen
Auf der kompressorseite gelangen verunreinigungen durch:
- defekten, ungepflegten oder verstopften luftfilter
- versäumnis der regelmäßig revision
Auf der turbinesseite können eindringen entstehen durch:
- verunreinigungen aus dem abgassystem
- beschädigte dichtungen
Schmier- und ölversorgung probleme
Falsche ölförderung kann verursacht werden durch:
- Verwendung eines ungeeigneten öls – falsche spezifikationen
- Defekte der ölpumpe – unzureichender druck
- Niedriger ölstand – geringer öl druck
- Verunreinigtes öl – unzureichende schmierung
Diese probleme fördern:
- vorzeitige alterung der turboladerkomponenten
- turbinenklemmen
- schäden am waggervorachlagslagern (axial und radial)
- erhöhte reibung und temperaturen
Probleme im abgassystem
Eine weitere mögliche ursache ist ein verstopftes abgassystem, verursacht durch:
- verstopfter partikelfilter
- verstopter katalysator
- erhöhter gegen-druck im abgassystem
Symptome eines defekten turboladers
Leistungsabfall ohne rauch
Ein symtom ist ein leistungsverlust ohne rauch, der nur bei variabler geometrie auftritt, wenn diese blockiert ist. Dabei prüft man:
- ursache der geometriestellung blockierung
- verstellventil oder elektronischer aktor
- steuerungssystem des turbos
Leistungsabfall mit rauch
Beim leistungsabfall begleitet von rauch, prüft man:
- eindang des ansaugweges
- intercooler – riss oder bruch
- druckschläuche (falsche luft)
- EGR-ventil (offen bzw. blockiert)
- turbinengehäuse (überhitzt)
Ursachen für schwarzen rauch
- Defekte oder falsch eingestellte kraftstoffzufuhr
- Verschlissene oder verschmutzte einspritzdüsen
- Defekte einspritzpumpe
- Motorverschleiß – kolbenringe, ventilsitzen, zylinderlaufbuchsen verschlissen
Blaues rauchzeichen – fortgeschrittene verschleißanzeichen
Wenn der motor ein blaues rauchzeichen ausstößt, können Ursachen sein:
- Probleme im ansaugsystem
- Widerstand im abgassystem
- turbinenschäden
- verölung des lagersystem
- verschmutzte kompressor-rad
- verschlissene dichtungssegmente
Notfall – turbolader gerissen
Wenn am auspuffrohr weißer, dichter rauch zusammen mit forcierter beschleunigung zu sehen ist, kann dies auf einen gerissenen turbolader hindeuten:
In diesem fall:
- die achse des turboladers reißt
- das ganze öl gelangt durch den turbolader und wird ausgestoßen
- es kommt zur autoverbrennung des öls
- der motor wird mit öl versorgt und hört nicht auf
Sofortige lösungen:
- den ansaugweg mit einem tuch abdichten – motor wird ertränkt
- in den letzten gang schalten (bei schaltgetriebe) – freigabe des kupplung und bremse betätigen
Boost-leck – druckverlust
Nicht immer kommt das heulen vom turbinenrad. Auf dem ansaugweg kann es zu einem:
- lockeren oder rissigen schlauch (boost-leck)
- luftverlust – motor zieht fälschlich luft
- gleichzeitiger leistungverlust
- visuell leicht zu überprüfende problem
Korrekte wartung des turboladers
Beim motorstart
Beim start des motors dauert es ca. 4–12 sekunden, bis öl vom motor in den turbolader verteilt ist:
- vermeiden sie es, das fahrzeug sofort zu bewegen
- warten sie, bis sich eine ölfilmbildung bildet
- vermeiden sie abrupte beschleunigungen
- halten sie in den ersten minuten die drehzahl niedrig (unter 2500–3000 U/min)
Bedeutung der öltemperatur
Die ölparameter unterscheiden sich, wenn das öl kalt ist:
- es ist viskoser
- es kann keine optimale schmierung gewährleisten
- es muss die betriebtemperatur erreichen
Nicht alle fahrzeuge verfügen über Öltemperatursensoren. Überwachen sie die kühlmitteltemperatur:
- sie muss die betriebtemperatur erreichen (85–95 °C)
- geben sie dem öl einige zusätzliche minuten zum aufwärmen
- öl erwärmt sich langsamer als kühlmittel
Richtiger betrieb
Im normalen betrieb entsteht der größte verschleiß durch thermische belastungen – temperaturwechsel beim start und stundeende.
Vermeiden sie sprunghafte beschleunigungen bei niedrigen drehzahlen
- nach 2000–2200 U/min können sie vollständig beschleunigen
- beachten sie die aufwärmbedingungen des motors
Abkühlung nach belastung
Die kühlung des turboladers ist sehr wichtig:
- nach längeren fahrten
- nach strengen belastungen
- lassen sie das auto mindestens 5 minuten im leerlauf
- das öl hat eine sehr hohe temperatur und dient der kühlung
Verhinderung von verstopfungen
Bei geringer drehzahl wird der turbolader stärker beansprucht. Stadttouren begünstigen verstopfungen:
- alle paar wochen eine fahrt auf offener strecke
- halten sie die drehzahl hoch (4000–6000 U/min, je nach motor)
- mindestens 20 sekunden
- reduzieren sie die ablagerungen im inneren des turboladers
- reinigen sie den turbolader und verlängern so die lebensdauer
Garantien für Turbolader-Reparaturen
Bei der reparatur oder dem tausch des turboladers suchen sie nach diensten mit:
- qualifiziertes personale
- modernste diagnostikgeräte
- umfangreiche erfahrung im bereich der turbolader
- arbeitgarantie 12 monate, ohne kilometerbegrenzung
- schnelle lieferung der komponenten
Die richtige wartung des turboladers ist die beste investition, die sie für die leistung und lebensdauer des motors tätigen können. Wenn sie diese tipps befolgen, genießen sie einen funktionsfähigen turbolader über die gesamte lebensdauer des fahrzeugs.
