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Wie ein aufgeladener Motor funktioniert

Die Leistung die ein Motor freisetzt ist proportional zu der Menge an Treibstoff und an Luft, die in den Zylinder hineinkommt. Wenn alles Bedingungen gleich bleiben, dann hat ein größerer Motor der mehr Luft bekommt deshalb mehr Leistung. Soll nun ein kleiner Motor so viel Leistung wie ein großer Motor haben, oder soll ein großer Motor noch mehr Leistung haben, dann muss mehr Luft in den Zylinder. Das kann mit der Installation eines Garrett Turbolader erreichen, die Leistung dramatisch ansteigen.

Aber wie funktioniert es, dass der Turbolader mehr Luft in den Motor bekommt? Schauen wir erst mal die Zeichnung an:

How a turbo gets more air into the engine

1 Kompressor Lufteinlass
2 Kompressor Luftauslass
3 Ladeluftkühler (LLK)
4 Einlassventil
5 Auslassventil
6 Turbinen Lufteinlass
7 Turbinen Luftauslass

Die Bestandteile eines typischen Turbolader-Systems sind:

  • Der hier nicht gezeigte Luftfilter der die Luft filtert, bevor sie in den Kompressor kommt (1)
  • Im Lader wir die Luft komprimiert. Dadurch wird das Verhältnis Luft zu Volumen erhöht  (2)
  • Viele Turbolader-Motoren haben einen Ladeluftkühler, der die durch die Kompression erwärmte Luft abkühlt (3), dadurch kann die Dichte der Luft weiter erhöht werden und es besteht weniger Gefahr einer Selbstentzündung (klopfen)
  • Nachdem die Luft den Lufteinlasskrümmer verlassen hat (4), kommt die Luft in den Zylinder des Motors, der nur ein bestimmtes Volumen hat. Da die Luft aber komprimiert ist passt eine größere Luftmenge in den Zylinder. Dadurch kann auch  eine größerer Menge Treibstoff beigemischt werden. Durch die Verbrennung von mehr Treibstoff wird auch mehr Leistung je Volumeneinheit freigesetzt.
  • Nachdem das Benzin verbrannt ist wird das Abgas durch das Auslassventil in den Abgaskrümmer geleitet (5)
  • Das heiße Abgas treibt eine Turbine an (6). Durch den Widerstand der Turbine entsteht ein Staudruck der größer als der atmosphärische Druck ist.
  • An der Turbine werden der Druck und die Temperatur in Bewegungsenergie umgewandelt (7) und dadurch die nötige Energie aufgebracht um durch den Kompressor die Ladeluft zu komprimieren.