Benutzerdefinierte Suche
kfztech.de Logo   mobile.de - Der Fahrzeugmarkt im Internet   
Kfz-Technik Abkürzungs-ABC Auto kfztech TV Unterricht
www.kfztech.de Motor  

Ladedruckregelung

Warum ist eine Ladedruckregelung erforderlich?

(Auszüge aus Wikipedia) Prinzipbedingt dreht sich die Welle des Abgasturboladers durch die antreibenden Abgasmengen mit steigender Motordrehzahl immer schneller, und je schneller sich die Turbine dreht, desto mehr Luft fördert der Verdichter, was durch die wachsende Abgasmenge wiederum die Turbine noch mehr antreibt. Letztlich steigt auch die Reibung in den Lagersitzen an und die Verdichterdrehzahl erreicht ein Drehzahlplateau. Auch kann der Verdichter seine Fördergrenze erreichen oder die mechanischen und thermischen Grenzen des Motors werden überschritten. Um die Abgabeleistung in praktikablen Grenzen zu halten, also die Aufladung des Motors zu begrenzen, bedarf es einer Einrichtung, die im allgemeinen Sprachgebrauch „Ladedruckregelung“ genannt wird. 

Die Aufladung eines Motors soll natürlich auch bereits bei mittleren Drehzahlen und niedriger Abgasströmung stattfinden, ein Turboloch soll ja vermieden werden. Deshalb wird häufig die Baugröße des Turboladers verringert. Dies hat aber wiederum zur Folge, dass bei hohen Drehzahlen der Ladedruck unzulässig hoch wird, bzw. die Laderdrehzahlen zu hoch werden. Es besteht die Gefahr einer Turbo- und Motorzerstörung.

Dies macht eine Ladedruckregelung unabdingbar, die auf unterschiedliche Arten erfolgen kann.

Abblasventil


Die einfachste Ladedruckregelung wird durch Abblasen überschüssiger komprimierter Luft auf der Verdichterseite durch ein Überdruckventil realisiert. Solche Überdruckventile dienen bei heutigen Serienmotoren nur noch als Sicherheitsventile (s. Umluftventil) im Fall des Versagens anderer Bauteile, denn das Abblasen der verdichteten Luft hat schwerwiegende Nachteile, weil
  • Energie verloren geht

  • Der Turbolader noch höhere Drehzahlen erreicht , weil der Druck auf der Verdichterseite absinkt


Wastegate

Eine bessere Variante der Ladedruckregelung ist das Bypassventil (auch Wastegate genannt) im Abgasstrom. Bei einem eingestellten Ladedruck wird dieses Ventil durch einen Geber auf der Verdichterseite geöffnet und leitet dann Abgas an der Turbine vorbei direkt in den Auspuff, was ein weiteres Ansteigen der Turbinendrehzahl unterbindet. Das Bypassventil und seine Stellglieder sind aufgrund ihrer Position im heißen Abgasstrom thermisch hoch belastet, damit störanfällig und waren einer der Gründe, warum einzelne Motorenbauer von der Turbo-Aufladung von Otto-Motoren wieder abkamen und Kompressorsysteme verwendeten, die ohne Bauteile im Abgasstrom arbeiten.

Wastegate
Funktion des Wastegates

Bei VTG-Ladern ist ein Wastegate überflüssig.

Unterschieden wird auch zwischen mechanisch-pneumatischen und einer elektronischen Regelung.

Mechanisch-pneumatische Regelung

Bei zu hohem Ladedruck öffnet ein Ladedrucksteuerventil gegen eine Federkraft. Die Abgase strömen über eine Bypassleitung zurück in den Auspuff. Statt eines Ventils wird häufig auch eine Bypass-Klappe verwendet.

Elektronische Ladedruckregelung

Den optimalen Ladedruck erreicht man nur elektronisch. Haupteingangssignale für das Ladedrucksteuergerät sind Ladedruck, Drosselklappenstellung und Klopfneigung. Korrektursignale sind: Ansauglufttemperatur, Motortemperatur, Drehzahl, Umgebungsdruck. Das Ladedrucksteuergerät steuert ein Taktventil an, dass wiederum das Ladedruckregelventil  öffnet bzw. schließt.

Es gilt folgendes Prinzip:

Ladedruck niedrig > Taktventil offen > Ladedruckregelventil geschlossen > Turbine enthält vollen Abgasstrom

Ladedruck hoch > Taktventil geschlossen > Ladedruckregelventil geöffnet > Turbine erhält gedrosselten Abgasstrom

Turbo mit Ladedruckregelklappe

Turbo mit Ladedruckregelklappe

Vorteile der elektronischen Ladedruckregelung:

  • sie spricht schneller an,

  • ist unabhängig vom Luftdruck, was eine konstantere Leistungsentfaltung bringt und

  • der Ladedruck kann bis zur Klopfgrenze gesteigert werden.

Umluftventil (Abblasventil, Pop-Off-Ventil)

Bei geschlossener Drosselklappe im Schiebetrieb entsteht ein Staudruck durch die in Bewegung befindliche Luftsäule, der das Verdichterrad abbremst, was bei hohem Ladedruck auf Dauer zur Zerstörung des Turboladers führen kann. Damit das Verdichterrad weiterlaufen kann, wird ein Umluftventil eingesetzt. Es handelt sich meist um ein saugrohrgesteuertes Umluftventil (Abblaseventil), das ein Umpumpen der Luft von der Verdichterseite zur Ansaugseite ermöglicht. 

Diese Seite von kfztech.de weiter empfehlen


Autor: Johannes Wiesinger


bearbeitet: 19.02.2015


Folgen Sie kfztech auf Twitter Twitter Logo
Besuchen Sie kfztech auf Facebook Facebook Logo


Impressum, Copyright Technik Seiten Suche, allgemein Link Us Sitemap