Abgasturboloader (ATL) beim Auto

Von Julia Schäfer 12 Juli, 2023
4 minutes

Turboloader sind in der Automobilindustrie weit verbreitet, jedoch sowohl bei Dieseln als auch bei Benzinern eine häufige Schadensursache. Doch was ist ein Turboloader überhaupt? Wie ist er aufgebaut? Und welche Funktionen übernimmt er? All das und vieles mehr beantworten wir dir in unserem folgenden Beitrag.

Was versteht man unter einem Turboloader?

Nicht umsonst wird der Turboloader auch als Abgasturboloader, (ATL) bezeichnet. Denn schließlich ist er dafür zuständig, die vom Motor zugeführte Verbrennungsluft bzw. die Abgase zu verdichten. Als Erfinder des Turboloaders gilt der Schweizer Doktor Alfred Büchi. Er meldete 1905 ein Patent über die sogenannte Stauaufladung an. Mittlerweile wird die technische Innovation seit über 100 Jahren weiterentwickelt und zählt heute zu den wichtigsten Bestandteilen moderner Verbrennungsmotoren. Den richtigen Durchbruch erlangte der ATL im Auto jedoch erst in den Jahren 1978 mit der Einführung der ersten aufgeladenen Dieselmotoren im Mercedes 300 SD und 1981 mit dem VW Golf Turbodiesel. Denn dank dem Turboloader kam es nicht nur zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades des Dieselmotors und einer annähernden Erzielung der Fahrleistungswerte des Ottomotors, sondern auch zu einer Verringerung der Schadstoffemissionen.

Wissenswert – Was versteht man unter einem Verbrennungsmotor?: Ein Verbrennungsmotor ist eine Art von Motor, der mittels Kraftstoffverbrennung mechanische Energie erzeugt. Es ist die häufigste Motorart, die in Autos, Lastwagen, Motorrädern und vielen anderen Fahrzeugen eingesetzt wird. Dabei besteht der Verbrennungsmotor aus einer Kombination von beweglichen Teilen, die zusammenarbeiten, um den Prozess der Verbrennung und Umwandlung von Kraftstoff in Energie zu ermöglichen.

Funktion und Aufbau

Zuerst widmen wir uns den Funktionen des Turboloaders. Seine Hauptaufgabe besteht im Grunde genommen darin, die eingespeiste Verbrennungsluft zu komprimieren. Im Vergleich zu Saugmotoren ermöglicht dies eine deutlich verbesserte Befüllung der Zylinder. Außerdem führt diese Vorgehensweise zu einer gesteigerten Motorleistung, einem gleichzeitig geringeren Verbrauch und verbesserten Emissionswerten. Im Rahmen der Abgasturboaufladung wird ein Teil der Energie aus den Abgasen genutzt, um eine Turbine anzutreiben. Das ist unglaublich wichtig, denn anderenfalls würde diese Energie ungenutzt in die Umwelt entweichen. Auf der Welle des Turboladers ist ein Verdichter angebracht, der sich gegenüber der Turbine befindet. Dieser Verdichter saugt die Verbrennungsluft in komprimierter Form an und leitet sie anschließend an den Motor weiter. Dabei besteht allerdings keine mechanische Verbindung zum Motor.

Wichtige Bestandteile des ATL

Kommen wir nun zum eigentlichen Aufbau bzw. zu den wichtigsten Bestandteilen eines Turboloaders. Dieser besteht zum einen aus einer Turbine und zum anderen aus einem Verdichter. Diese beiden Komponenten sind über eine gemeinsame Welle mechanisch miteinander verbunden. Meist handelt es sich bei der Turbine um eine Zentripetalturbine und beim Verdichter um einen sogenannten Radialverdichter. Dabei besteht letzterer normalerweise aus einem Verdichterrad, einem Diffusor und einem Spiralgehäuse.

Vor- und Nachteile eines Turboloaders

Die Abgasturboaufladung bringt jede Menge Vorteile mit sich. Zum einen sorgt sie für eine extreme Steigerung des maximalen Mitteldrucks und somit auch des Drehmoments und der Maximalleistung. Dadurch profitierst du entweder von einem stärkeren Motor mit ähnlichen Abmessungen und einem ähnlichen Gewicht als der ursprüngliche, jedoch nicht aufgeladene Motor. Oder aber kleinere Maschinen sind in der Lage dazu dieselben Leistungen wie die Ursprungsmotoren zu erzielen. Ist Letzteres der Fall, so spricht man hier auch vom sogenannten Downsizing. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Überdruck der aufgeladenen Zugluft den Kolben ein wenig abwärts drückt. Das sorgt wiederum dafür, dass für den Ansaugvorgang keinerlei Energie aufgewendet werden muss.

Nachteilig ist hingegen vor allem der hohe Wartungsaufwand. Dieser beinhaltet einen regelmäßigen Ölwechsel, eine regelmäßige Wartung der Ölfilteranlage und Kontrolle des Öldrucks. Ebenso sollte hin und wieder eine Reinigung der Luftfilteranlage erfolgen. Sofern du diese Wartungsarbeiten vernachlässigst, kann es durchaus passieren, dass es zu Schäden am Turboloader kommt. Die Ursachen hierfür sind meist Fremdkörper, die sich in der Turbine oder im Verdichter verhakt haben. Ebenso können aber auch Schmutzpartikel im Öl oder eine mangelnde Ölversorgung zu Schäden am Turboloader führen. Hin und wieder liegt die Ursache auch in einer erhöhten Abgastemperatur durch fehlerhafte Zünd- und Einspritzanlagen.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass die Turbo Auto Aufladung mittels Turboloader zu höheren mechanischen als auch thermischen Belastungen führt. Zudem ist auch mit einem höheren Mitteldruck zu rechnen, sodass einige Bestandteile wie beispielsweise die Kurbelwelle oder der Zylinder stärker ausgelegt werden müssen. Das wiederum wirkt sich auch auf das Fahrzeuggewicht aus. Hinzukommt, dass der Querschnitt der Auspuffanlage ausreichend groß konzipiert sein muss. Denn schließlich zieht der Turboloader seine Energie aus dem Druckgefälle zwischen der Umgebungsluft und den Abgasen. Und genau hier besteht die Gefahr, dass ein zu großer Gegendruck im Auspuff entsteht, sofern der Querschnitt der Auspuffanlage zu gering bemessen ist.

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