Aufladung der Verbrennungsmotoren

• Roots- Lader (Kompressor)

• Spirallader (G-Lader)

• Abgasturbolader

• Druckwellenlader (Comprexlader)

  
  

• Schaltsaugrohr

• Resonanzaufladung

• Ladungsmenge vergrößern (Dichte der Ansaugluft)

• somit den Füllungsverlust verkleinern

• Wirkungsgrad des Verbrennungmotor (Temperaturerhöhung)

• Ladeluftkühler kann Steigerung der Ladungsmenge im Zylinder erreicht werden

Motor —> M

Verdichter —> V

Turbine —> T

Möglichkeinte der Verschaltung:

M-V ( mechanische Aufladung)

M,V-T(Abgasturboaufladung)

M-V-T (Verbundverfahren)

M-V,T(Treibgasverfahren)

mechanische Kopplung des Verdichters an den Motor

• Lader wird durch Motor über Zahnräder, Ketten oder Keilriemen angetrieben

• Als Lader werden überwiegend Drehkolbengebläse

• wegen geringeren Wirkungsgrad und wegen höheren Kraftstoffverbrauch nicht mehr eingesetzt

• Vorteil

  • einfach Kostengünstig

• Nachteil

  • Verschlechterung des mechanischen Wirkungsgrades

  • 
    

• Verdichter wird durch Abgasturbine angetireben

• keine mechanische Verbindung zum Motor

• direktes Ausnutzen der Abgasenergie ohne zwischenschaltung von Kraft- und Arbeitsmaschine

• mechanische Kopplung ovn Motor, Verdichter und Turbine

• USA Curtis-Wright für Flugmotoren

Vorteil

• jederzeit kann die notwendige Leistung zum Antrieb des Verdichters vom Motorgeliefert werden

• hohe Drehzahl —> Turbine noch zusätzliche Leistung

Motor dient nur zum Antrieb des Verdichters und zur Gaserzeugung für die Turbine

Nutzleistung wird von der Turbine abgenommen Analgen wurden frpher als Freikolbenanlagen gebaut

• Stauaufladung (Druckenegie/Abgassammelbehälter vor der Turbine)

• Stoßaufladung (zusätzlich Ausnutzung der kinetischen Energie er Abgase, enge Leitungen zur Turbine)

• Energie des Abgases drückt Frischgase in den Zylinder

• Ladewirkung erst ab mittlere Drehzahl

• Trägheit der Gassäule bewirkt Turboloch

• Ladeluftkühlung sinnvoll (thermishe Belastung+ Luftmasse)

• Ladedruckregelung mech. pneum oder elektronisch

• mit Ladeluftkphlung ca. 0,5-2,2 bar

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• Besseres Leistungsgewicht

• Turbomotor ist kleiner als glecistarker Saugmotor

• Verbesserter Drehmomentverlauf

• Weniger Verbrauch und geringere Emissionen bei kleinern aber gleich starken Turbomotoren

• Abgas erreicht drehzahl bis zu 200.000 U/min

• Turbine treibt 1:1 mechanisch gekoppelten Verdichter an

• verdichtete Luft erhitzt sich sehr stark muss deshalb per Ladeluftkphler wieder abgekphlt werden

• das vorverdichtete Gemisch —> Verrebnnungsraum

  
  

niedrigen Drehzahlen

• Leitschaufeln auf “zu” —> Düsenwirkung —> erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit

• hoher Ladedruck bei geringen Drehzahlen

hohedrehzahlen

• Schaufeln “durchzug” Abgasenergie trifft ungebremst auf Turbine

• hoher Ladedruck auch bei höheren Drehzahlen

Leitschaufeln haben somit auch eine zusätzliche Schutzfunktion gegen überhöhten Ladedruck der VTG benötigt somit kein Wastegate-Ventil

• mechanische Belasung des Motors durch Maximalzünddruck

• thermische Belastung des Motors durch Aufladung

• Aufladung nur soweitm dass Rauchgrenze bei Dieselmotor nicht erreicht wrid

• maximal zulässige Turbinendrehzahl

• Aufladedruckverhältnis nach/vor Verdichter, maximal 3,5

• Pumpgrenze des Verdichters

• Abgsatemperatur (Warmfestigekti des Verdichters)