Turboaufladung, Wirkungsgrad

Turboaufladung

Der Abgasturbolader als reine Strömungsmaschine ist demnach nicht mechanisch, sondern ausschließlich thermodynamisch, an die eigentliche Arbeitsmaschine, den Kolbenmotor gekoppelt.
Man kann daher von einer Verbundmaschine sprechen. Der Arbeitsprozess der Kolbenmaschine wird nämlich durch den Verbund mit dem Turbolader und dem Ladeluftkühler um drei wichtige Zustandsänderungen erweitert. Zum Vergleich die beiden Arbeitskreisläufe des normalen Kolbenmotors und des aufgeladenen Motors.

 

Kolbenmotor  Kolbenmotor mit Abgasturbolader und Ladeluftkühler 
  Verdichtungshub   Vorverdichtung im Turbolader
  Verbrennung   Abkühlung im Ladeluftkühler
  Arbeitshub   Verdichtungshub
  Abkühlung und Entspannung in der Atmosphäre   Verbrennung
    Arbeitshub
    Entspannung in der Abgasturbine
    Abkühlung und Entspannung in der Atmosphäre

 

Die Vorteile des Abgasturboladers liegen in der einfachen und leichten Bauweise, sowie dem günstigen Wirkungsgrad. Die anfänglichen Nachteile von aufgeladenen Motoren (schlechtes Ansprechverhalten „Turboloch“, Leistungsverluste durch die aufgeheizte Ladeluft, starke thermische und mechanische Beanspruchung des Motors und der Abgasanlage) konnten durch Verwendung von immer kleineren Laufzeugen, Ladeluftkühlern und besseren Materialien stark verringert werden.

 

Wirkungsgrad

 

Wirkungsgrad

In der Energiebilanz des Verbrennungsmotors stellt die nutzbare Motorleistung nur rund ein Drittel dar