Aufbau

Der Aufbau des Abgasturboladers
Der Turbolader besteht aus dem Turbinenrad und der Welle, dem Kompressorrad, dem Lagergehäuse mit der Lagerung, sowie dem Kompressorgehäuse und dem Turbinengehäuse. Weiters benötigen kleine Turbolader eine Ladedruckregeleinrichtung (Wastegate), die meistens direkt in das Turbinengehäuse integriert ist.

Hier die Abbildunge eines typischen PKW Turboladers mit wassergekühltem Lagergehäuse und integriertem Wastegate:

 

 

Legende
1 Verdichterrückwand 11 Lagergehäuseeinsatz
2 Axiallager 12 Hauptlager
3 Lagergehäuse 13 Kolbenringhalter mit Kolbenring
4 Hitzeschild 14 Kompressorrad
5 Turbogehäuse 15 Druckdose
6 Turbowelle 16 Lufteinlass
7 Turbinenauslass 17 Druckschlauch
8 Wastegate 18 Diffuser
9 Turbineneinlass 19 Kompressorgehäuse
10 Ölauslass 20 Öleinlass
21 Luftauslass  

 

 

Turbolader mit variabler Turbinengeometrie (VTG, VNT)

 

 

Funktion

Die drehbar gelagerten Leitschaufeln zwischen dem Spiralgehäuse und dem Turbinenrad verändern das Aufstauverhalten und damit die Leistung der Turbine.
Bei niedrigen Motordrehzahlen wird der Strömungsquerschitt der Turbine durch Schließen der Leitschaufeln verkleinert. Der Ladedruck und folglich das Drehmoment des Motors steigen in Folge des höheren Druckgefälles zwischen Turbineneintritt und -austritt an.


Bei hohen Motordrehzahlen öffnen die Schaufeln. Der gewünschte Ladedruck wird bei einem niedrigen Turbinendruckverhältnis erreicht, der Verbrauch des Motors wird verringert.
Während der Fahrzeugbeschleunigung aus niedrigen Drehzahlen werden die Leitschaufeln geschlossen, um die maximale Energie aus dem Abgas zu gewinnen. Mit zunehmender Drehzahl öffnen die Schaufeln und passen sich an den jeweiligen Betriebspunkt an.


Die Abgastemperatur moderner Hochleistungs-Dieselmotoren beträgt heute bis zu 830°C.
Das exakte und zuverlässige Bewegen der Leitschaufeln im heißen Abgasstrom stellt hohe Anforderungen an die Werkstoffe und erfordert eine sehr sorgfältige Abstimmung der Toleranzen innerhalb der Turbine.
Die Leitschaufeln benötigen unabhängig von der Größe des Laders ein Mindestmaß an Spiel, um während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeuges zuverlässig zu arbeiten.

Sonderbauarten

Um den immer höheren Anforderungen der Automobilhersteller gerecht zu werden (niedrigere Abgasgrenzwerte, Leistungs- und Drehmomentverlauf, Treibstoffverbrauch, etc.), kommen immer neue Materialien zum Einsatz.

Für Turbinenräder und Turbinengehäuse werden hochfeste Stahllegierungen verwendet die eine extrem hohe Hitzebeständigkeit aufweisen.
Um noch engere Spaltmaße zwischen den Spitzen der Kompressor- und Turbinenräder zu erreichen, werden für Sport und Renneinsätze Kugellager verwendet.