brauche Grundlagen

[Fred]

So, da ich öfters mal gerne über Autos rede, aber irgendwo immer irgendwelche Verständnisprobleme habe, oute ich mich hier mal als Bittsteller:Was genau macht ein Kompressor? Und was genau macht ein Turbo?Und wie motorverträglich sind Tuningmaßnahmen beider Arten?So, entweder hier kommt ne Antwort namens "guck doch mal hier da steht schon alles" oder es folgt ne gute Erklärung. Mit beidem wäre ich zufrieden, wenn mein Wissensdurst nur endlich mal rundum gestillt wird. Also keine halben Antworten, ich möchte genaue Erklärungen!

[Bladeracer]

Na dann stell dich ma drauf ein das du jetzt viel zu lesen hast.... da ich eh grad an meiner Homepage bastle und genau dieses Thema da seinen Platz finden wird.... Die Leistung eines Verbrennungsmotors hängt von der Luft- und der entsprechenden Kraftstoffmenge ab, die für die Verbrennung im Motor zur Verfügung stehen. Um 1 kg Kraftstoff vollständig zu verbrennen, benötigt der Motor 14,7 kg Luft (Lambda = 1). Soll die Leistung des Motors erhöht werden, muss mehr Luft und Kraftstoff zugeführt werden. Mehr Kraftstoff macht aber nur Sinn, wenn eine ausreichende Menge Sauerstoff für die Verbrennung vorhanden ist, ansonsten würde nur unnötig Kraftstoff verbraucht. Wird zusätzlicher Kraftstoff zugeführt, ohne dass der notwendige Sauerstoff verfügbar ist, kommt es zu einem stark (schwarz) rauchenden Motor.Bei einem Saugmotor lässt sich die Leistung im wesentlichen dadurch steigern, dass man die den Hubraum oder die Drehzahl erhöht. Mit einem grösseren Zylindervolumen erhält man aber grössere, schwerere und somit auch teurere Motoren. Die Erhöhung der Drehzahl zieht eine Reihe von Problemen, z.B. höheren Verschleiß, nach sich. Steigert man sie dennoch, besteht die Gefahr der Überbeanspruchung einzelner Motorbauteile.Die eleganteste Lösung zur Steigerung der Motorleistung besteht deshalb in der Vorverdichtung der Ansaugluft, d.h. dem Motor wird die Saugarbeit abgenommen. Wenn die Arbeit der Vorverdichtung aus der Nutzung der Restenergie in den Abgasen bewirkt wird, spricht man von Aufladung im modernen Sinn, wie sie z. B. durch Abgas-Turbolader oder Druckwellen-Lader verwirklicht werden.Mechanisch angetriebene Kompressoren zur Aufladung entziehen dem Motor Nutzleistung, d.h. der wirtschaftliche Gesamtwirkungsgrad ist schlechter als bei einer Abgasturboaufladung. Beim Verlassen des Zylinders haben die heissen Abgase (Temperatur bis ca. 1100° C) eine hohe Restenergie und damit die Möglichkeit, Arbeit zu leisten. Über den Einlassbereich des Turbinengehäuses strömen die Abgase auf das Turbinenrad. Der sich verengende Querschnitt des Turbinengehäuses sorgt dafür, dass die thermische Energie der Abgase in kinetische Energie umgewandelt wird. Die hohe Strömungsgeschwindigkeit der Abgase versetzt dann das Turbinenrad in Drehung, d.h. die kinetische Abgasenergie wird in mechanische Energie umgewandelt. Entsprechend sinkt der Druck und die Temperatur im Abgas. Das Turbinenrad ist mit dem Verdichterrad durch eine Welle fest verbunden. Vom Verdichter wird Frischluft aus der Atmosphäre angesaugt, verdichtet und mit dem entsprechenden Druck dem Motor zugeführt. Dem Motor wird also die Saugarbeit abgenommen. Mit der erhöhten Kraftstoffmenge für die vorverdichtete Luft kann der Motor eine höhere Leistung abgeben. Der wirtschaftliche Gesamtwirkungsgrad des Motors wird verbessert, d. h. er arbeitet, bezogen auf die Leistung, insgesamt kostengünstiger.Turbo und MotorWenn mans perfekt hätte zeichnen wollen, hätte man noch zwischen Ladeluftkühler und Zylinder das Blow Off Ventil gezeichnet, welches beim loslassen des Gaspedals den überschüssigen Druck ablässt, der durch die weiter laufende Rotation der Turbine entsteht, und so den Turbo ausbremsen würde.Hier gibt es 2 Versionen: Einmal das geschlossene BOV, welches die überschüssige Luft wieder in den Ansaugkanal zum Turbineneingang hin abbläst, oder ein offenes BOV, welches den Druck einfach nach draußen ablässt, und so das von getunten Turbofahrzeugen bekannte "zap zisch" von sich gibt. Beide sind jedoch von der Funktion gleich und haben keinen Unterschied im Hinblick auf die Leistung. Die Turbinenwelle rotiert in einem schwimmenden Lagerungssystem, das aus einem oder zwei Radiallagern besteht. Von der Ölpumpe des Motors wird das Motoröl über verschiedene Kanäle zwischen das Lagergehäuse und die Lager, aber auch zwischen die Lager und Welle gepresst. Bei den meisten Turboladern drehen sich die Radiallager halb so schnell wie die Welle. Aber es gibt auch andere Versionen, bei denen das Radiallager fest montiert ist.Die Turbinenwelle schwimmt gewissermaßen in einem Ölbad. Das Öl dient nicht nur zur Schmierung der Welle, sondern erfüllt auch eine wichtige Funktion als Kühlmittel für die Lager, die Welle und das Lagergehäuse. Durch die Revolution der keramischen Kugellager wurde eine weitere Möglichkeit eröffnet, die Turbolader robuster und haltbarer zu machen. Dabei gibt es entweder ein oder zweit keramische Kugellager zusätzlich zur oben genannten Gleitlagerung. Kugelgelagerte Turbolader haben meist eine geringere Gleitreibfläche, was sie schneller ansprechen lässt. D.h. schnellerer Drehzahlanstieg des Turbos und früher einsetzender Ladedruck.RotationsprinzipUm ein Übertreten des Motoröls in das Verdichter- bzw. Turbinengehäuse zu verhindern muss das Lagergehäuse nach beiden Seiten abgedichtet werden. Hierzu werden bei der dynamischen Abdichtung Kolbenringe verwendet. Diese Kolbenringe tragen zwar dazu bei, Ölleckagen zu verhindern, garantieren aber keine absolute Abdichtung. Eigentlich müsste man sie als eine Art Labyrinthdichtung bezeichnen, durch die der Gas- und Luftstrom von der Turbine bzw. vom Verdichter zum Lagergehäuse und umgekehrt erschwert wird. Wenn ein Turbolader normal arbeitet, sind die Drücke in der Turbine und im Verdichter höher als im Lagergehäuse und dies führt im Betrieb zu einer weiteren Ölabdichtung des Lagergehäuses. Die Gase aus der Turbine und die verdichtete Luft aus dem Verdichter werden teilweise auch in das Lagergehäuse geblasen und entweichen zusammen mit dem Öl über das Ölablaufrohr in das Kurbelgehäuse. Dies ist das Grundprinzip für die Abdichtung eines Turboladers.Das Turbinengehäuse bildet zusammen mit dem Turbinenrad die Turbine.Über den Auspuffkrümmer werden die Abgase zum Turbinengehäuse geleitet. Der Strömungskanal im Turbinengehäuse wird zunehmend enger, wodurch sich die Strömungsgeschwindigkeit der Abgase erhöht. Der Grund für die Beschleunigung des Gasstromes ist, dass dasselbe Gasvolumen durch einen immer kleiner werdenden Querschnitt strömen muss. Über das spiralartige schneckenhausförmige Turbinengehäuse werden die Gase auf das Turbinenrad geführt, welches sich dadurch zu drehen beginnt.Der engste Querschnitt des Turbinengehäuses bestimmt die Geschwindigkeit der Turbine. Man kann sich das wie bei einem Gartenschlauch vorstellen: je mehr man ihn zusammendrückt, desto weiter spritzt das Wasser. Die Auswahl von Größe und engstem Querschnitt des Turbinengehäuses ist vom Gasstrom, d.h. Zylinderhubraum, von der Drehzahl und von der erwünschten Motorleistung abhängig.Je nach Anwendungsgebiet weisen Turbinengehäuse große Unterschiede auf. Bei Lkw-Turboladern finden wir oft ein zweiflutiges Turbinengehäuse, in dem beide Gasströme erst kurz vor der Beaufschlagung des Turbinenrades vereinigt werden.Mit einem solchen Gehäuse wird eine Stoßdruckaufladung (Impulsaufladung) möglich. Dabei wird außer der Temperatur auch die kinetische Energie der Abgase genutzt. Dies erfordert getrennte Abgasleitungen. Beim zweiflutigen Turbinengehäuse wird jeder Strom über den gesamten Umfang des Turbinenrades geführt. Eine andere Bauweise, die die Stoßdruckaufladung nutzt, stellt das Doppelstrom-Gehäuse dar. Hierbei wird von jedem Strom der halbe Umfang des Turbinenrades beaufschlagt. Im Gegensatz dazu wird bei der Staudruckaufladung (mitunter auch Gleichdrucksystem genannt) nur die Form von Temperatur der Abgase vorliegende Energie genutzt. Hierzu kann man einflutige Turbinengehäuse verwenden. Diese Bauweise hat sich vor allem bei wassergekühlten Turbinengehäusen für Schiffsmaschinen einen Platz erworben. In Turboladern für große Motoren ist vor dem Turbinenrad mitunter ein Düsenring (Turbinenleitkranz) angeordnet. Mit dem Düsenring wird eine sehr gleichmäßige Beaufschlagung des Turbinenrads und eine Feinregelung des Volumenstroms durch die Turbine ermöglicht.Turbo im GrößenvergleichBei den neuen Fahrzeugen werden sowohl im Nutzfahrzeug als auch PKW-Sektor die sogenannten VTG- (KKK) oder VNT- (Garrett) Turbolader mit variabler Turbinengeometrie eingesetzt. Veränderbare Strömungsquerschnitte im Turbinengehäuse zu schaffen, wäre ein Idealzustand. Die derzeitige variable Steuerung in Turbinengehäusen so z.B. im VW Golf TDI verringert die sonst übliche Turbolader-Verzögerung auf ein Mindestmaß, da mit steigendem Abgas auch der Volumen im Gehäuse vergrößert wird und die Turbine bei höheren Drehzahlen oder Vollast dennoch optimal arbeitet.Das Turbinengehäuse wird aus einer hoch warmfesten Stahllegierung gegossen. Das Turbinenrad selbst besteht aus einer hochwertigen Eisen-Nickel-Legierung. Der Bereich der Turbinenschaufeln, an dem die Abgase einströmen, wird Gaseintrittkante, und der Abschnitt, der die Abgase zum Auspuffrohr leitet, wird Gasaustrittkante genannt.Der Turbolader ist strömungstechnisch ausschließlich durch die Ladeluft und den Mengenstrom der Abgase mit dem Motor verbunden. Seine Drehzahl ist nicht von der Motordrehzahl abhängig, sondern von der Leistung, die der Motor abgibt. Wenn man dem Motor mehr Kraftstoff zuführt, wird die Energie in den Abgasen erhöht, wodurch sich die Läuferwelle des Turboladers schneller dreht und der Ladedruck steigt. Dadurch wird mehr Luft in die einzelnen Zylinder des Motors gepumpt, so dass wiederum mehr Kraftstoff zugefügt werden kann.Durch eine weitere Verkleinerung der Turbolader können heute auch Motore mit einem Hubraum unter 1,0 Liter für Pkws oder sogar Motorräder aufgeladen werden. So z. B. im Smart, dessen Turbolader mit Drehzahlen bis zu 290.000 U/min läuft.Das Leistungsgleichgewicht zwischen Verdichter (Luftseite) und Turbine (Abgasseite) eines Turboladers ohne Ladedruckregelung führt zu einem Ladedruck, der sich proportional zur Abgasenergie des Motors verhält. In Motoren, die über einen sehr großen Drehzahlbereich arbeiten, wie z.B. Personenkraftwagen, ist ein möglichst hoher Ladedruck bereits bei niedrigen Drehzahlen wünschenswert. Abgasturbolader mit Ladedruckregelung bieten hier eine Lösung. Indem man ein Turbinengehäuse mit engem Querschnitt wählt, kommt die Turbine bzw. das Turbinenrad schon bei einer geringen Abgasmenge auf Drehzahl und der gewünschte Ladedruck wird schnell erreicht.Hier mal der HKS Twin Turbo vom Turbo Imports - Hayabusa Killer Supra MK4nunja, soviel zum Turbolader, oder besser gesagt "Abgasturbolader".Der Unterschied zum Kompressor ist nun relativ leicht zu erklären:Im Gegensatz zum Turbo wird der Kompressor nicht durch die Abgase, sondern über einen vom Motor angetriebenenen Keilriemen in Bewegnung gesetzt, und fordert dem Motor so auch Leistung ab, ist daher nicht ganz so effizient wie ein Turbolader. Das Funktionsprinzip ist im Grunde genomen dasselbe, da es sich hier ebenfalls um eine Art Rotationsverdichter handelt. Kompressoren liefern jedoch im Gegensatz zu Turboladern schon oft ihre volle Leistung im unteren Drehzahlbereich. Der G-Lader beim VW z.B. ist eher ein Kompressor als ein Turbo.Unten zu sehen ist beispielsweise der Kompressor von Alpine für das Coupe GK, Eigentlich nur eine modifizierte Ansaugbrücke mit Rototionsverdichter, der mehr Luft in den Motor pumpt, und über einen Keilriemen betrieben wird. Es gibt auch andere Kompressormodelle die vom Turbolader kaum zu unterscheiden sind, der einzige Unterschied ist eben der Antrieb.Kompressor Kit (Supercharger)Ich hoffe ich konnte dir helfen....PS falls ich irgendwo nen Fehler hab, Inter wirds merken und mich korrigieren

[seho]

respekt bladeracer.ich dachte ich wuerds schon wissen und erklaeren koennen, aber da war noch einiges drin was ich nich wusste. vielen dank !!

[-= cas =-]

jetzt nochmal kurz erklärt:beide drücken luft in den motor um zu mehr leistung zu gelangen.der tubo wird über die abgase angetrieben - weniger anstrengung (weniger spritverbrauch / leistung kommt erst bei gewissen drehzahlen.der kompressor läuft über nen keilriemen - motor braucht anstrengung (mehr spritverbrauch / leistung von unten raus@bladeracer:die erklärenden bilder sind geklaut ..die hab ich alle schonmal wo gesehen..

[Bladeracer]

@cas: ja die sind geklaut, hab die alle vonner Bildersuche bei google ! ich fang doch jetz nich noch an zu zeichnen.....

[-= cas =-]

und wer erklärt jetzt das a/r-verhältnis, trim, u.s.w. ?!?

[New INTERCEPTOR]

@cas: geh bitte lass das *gg*...wir wollen die anderen ja nicht überfordern. Das braucht man ja am anfang eh nicht und wenn man es braucht dann beschäftigt man sich eh von alleine damit! ;-)Das ein Turbomotor weniger benzin verbaucht stimmt nicht, da die Turbine den Motor auch einen Gegedruck entgegesetzt. Und AUSERDEM und ganz wichtig, haben sie meistens noch ne niedrigere Verdichtung was zu einen schlechteren Verbrauch führt. Ich weiß zwar das steht in manchen Büchern so drinnen nur stimmt es vorallem beim Turbobenziner NICHT!!!

[Grottenolm]

@BladeracerKompressor ist ein bisschen kurz gekommen - aber sonst gute Erklärung!

[-= cas =-]

@inter:ja gut..jedoch brauch ich selbst noch nachhilfe dadrin..ist nämlich ganz wichtig..such doch jetzt den bestimmten lader..und da sind die angaben doch wichtig..wegen möglichst früh ansprechen weil 1,5l hubraum so klein kannst mir da was schicken?!@grottenolm:ich übernehm das mal schnell..der kompressor braucht nicht viel erklärung..er macht genau das gleiche wie der turbo - komprimiert die ansaugluft..jedoch wird die abgasseite durch ein laderad welches am keilriemen hängt ersetzt..

[New INTERCEPTOR]

@cas: also der A/R Wert bei Straßen und Tuningladern liegt immer zwischne 0-0,99...zwindest hab ich noch nie andere gesehen. Normalewerte sind so etwa 0,4-0,68. Der A/R Wert ist ein VERHÄLNISS zweier Größen vom Trubo und sagt NICHTS über den Mittelteil aus! Also der A/R Wert sagt nichts über 360°Lager oder Ball bearing aus...hängt damit nicht in zusammenhang. Ja größer der A/R Wert desto weniger Rückstau hat der Lader und desto mehr Endleistung kann er umsetzen. Aber dadurch sinkt wieder das Ansprechverhalten. Das kann man sich in etwa so vorstellen...die Schaufelräder setzen den Abgasstrom einen Widerstand entgegen. Ist der Widerstand groß ist auch der Rückstau groß und der Angriffspunkt der Abgase groß...dies blockiert aber den Trubo im oberen bereich. Ist der Widerstand klein hat der Motor weniger Rückstau da die Räder weniger angriffsfläche haben... dafür muss er sich obenrumm weniger Ansrengen. Man befindet sich also immer in der Wagge zwischen Drehmoment, Ansprechverhalten, Endleistung, Haltbarkeit, Preis und muss hier den absoluten mittelwert finden. Zb. ein 360° Lager ist sehr haltbar und damit kann man mehr Endleistung fahren aber es mindert durch die erhöhte Reibung etwas das ansprechverhalten. Ein ball bearing hat ein Super Ansprechverhalten ein super Endleistung aber dafür ist der LAder "unbezahlbar" und wenn er def. ist gibt es zumindest bei uns keine Möglichkeit den Lader zu rep.! Also sollte er mal nicht mehr 100% laden...denn sauteueren Lader nehmen und wegschmeisen.trim bewegt sich meistens so zwischne 40-80 und ist im Prinzip eine Schaufelradgeometrie (z.B.: Q-trim), die den Durchsatz verbessern kann mittels optimierter Schaufelwinkel, sagen wir mal Spülverlustverminderung.