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Die Entwicklung und Funktionsweise der Turboaufladung

Besser und schneller zu sein als andere - das ist die treibende Kraft hinter fast allen Sportarten. Besonders im Motorsport. In der Geschichte des Automobilbaus spielt dabei die Einführung der Turboaufladung eine entscheidende Rolle. Auch wenn der Turbolader optisch eher an eine Schnecke erinnert, verleiht er sowohl Renn- als auch Straßenfahrzeugen eine gehörige Portion mehr Leistung.

Die Anfänge des Turboladers

Der Turbolader (kurz Turbo) ist heute bei Renn- und Straßenmotoren weit verbreitet. Die Geschichte der Turboaufladung beginnt bereits im 19. Jahrhundert. 1905 meldete der Schweizer Ingenieur Alfred Büchi den Turbolader als Patent an. Zur Anwendung kommt er im Zweiten Weltkrieg bei Bombern wie der Boeing B-17 "Flying Fortress", dem B-24 "Liberator" oder dem legendären Doppelrumpf-Kampfflugzeug P-38 "Lightning". In den USA erscheint der Turbolader in Serienfahrzeugen erstmals im Jahr 1962.

Was macht ein Turbolader?

Die Idee der Turboaufladung besteht darin, mehr Luft in den Brennraum zu bringen als bei einem Saugmotor. Da ein für die Verbrennung optimales Kraftstoff-Luft-Gemisch aus etwa 14,7 Teilen Luft und einem Teil Kraftstoff besteht, bedeutet dies, dass auch mehr Kraftstoff eingespritzt werden kann und somit die Leistung des Motors bei gleichem Hubraum steigt. Durch die Kompression erwärmt sich allerdings die Luft und hat somit eine geringere Dichte. Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, wird die sogenannte Ladeluft auf dem Weg zu den Zylindern gekühlt, so dass mehr Gemisch in den Brennraum gelangt und die Leistung steigt. Die im Vergleich zu einem gleich großen Saugmotor höhere spezifische Leistung eines Turbomotors beruht dabei nur zu einem kleinen Teil auf dessen höherem Wirkungsgrad. Die Leistungssteigerung ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass mit mehr Luft auch mehr Kraftstoff verbrannt werden kann.

Wie ist der Turbolader aufgebaut?

Jeder Turbolader besteht aus dem Turbinenteil und dem Verdichterteil. Beide laufen auf einer gemeinsamen Welle. Die Turbine wird durch den Abgasstrom angetrieben. Damit kommt parallel auch der Verdichter auf Touren. Seine Schaufeln "drücken" die Luft komprimiert in die Zylinder.

Vor- und Nachteile

Der Turbolader hat allerdings ein konzeptionelles Problem: Wenn der Abgasstrom zu wenig Energie liefert, um die Turbine anzutreiben - also bei niedrigen Drehzahlen -, kann der Turbolader die Luft nicht entsprechend verdichten. Erst bei höheren Drehzahlen spricht der Lader plötzlich an. Dieser Effekt wird auch Turboloch genannt. Bei welcher Drehzahl dies passiert, hängt von der Größe der Turbine ab. Je größer der Turbo, desto mehr Luft kann er verdichten, benötigt dafür aber auch einen höheren Abgasstrom. Dieses Dilemma lösen die Hersteller mit Turboladern mit variabler Schaufelgeometrie, die bei niedrigen Motordrehzahlen wie ein effizienter kleiner und bei höheren Drehzahlen wie ein starker großer Turbo arbeiten. Beste Beispiele dafür sind die ŠKODA 2.0 TDI-Motoren in den Versionen 110 und 140 kW.

Turbolader heute

Die heutigen Turbolader dienen einerseits dazu, die Leistung eines Motors und seine Effizienz zu steigern. Andererseits können bei gleicher Leistung kleinere Motoren eingesetzt werden, die entsprechend weniger Kraftstoff verbrauchen - Stichwort Downsizing. So bietet ŠKODA turboaufgeladene Motoren in nahezu der gesamten Modellpalette an. Vom kompakten FABIA (1,0 TSI-Benziner) über den sportlichen OCTAVIA RS mit seinem Zweiliter-TSI und 180 kW bis zur SUPERB-Limousine mit bis zu 200 kW oder 272 PS.

 

OCTAVIA RS 2,0 TSI 180 kW (245 PS)innerorts 8,9 - 8,8 l/100km, außerorts 5,5 - 5,4 l/100km, kombiniert 6,8 - 6,7 l/100km, CO2-Emissionen kombiniert 154 - 152 g/km, CO2-Effizienzklasse D

OCTAVIA RS 2,0 TSI DSG 180 kW (245 PS)innerorts 8,1 - 8,0 l/100km, außerorts 5,1 - 5,0 l/100km, kombiniert 6,2 - 6,1 l/100km, CO2-Emissionen kombiniert 142 - 139 g/km, CO2-Effizienzklasse C

SUPERB 2,0 TSI DSG 4x4 200 kW (272 PS)innerorts 8,9 l/100km, außerorts 6,0 l/100km, kombiniert 7,1 - 7,0 l/100km, CO2-Emissionen kombiniert 161 - 160 g/km, CO2-Effizienzklasse C

KODIAQ RS 2,0 BiTDI SCR DSG 4x4 176 kW (240 PS)innerorts 7,4 - 7,2 l/100km, außerorts 5,8 - 5,6 l/100km, kombiniert 6,4 - 6,2 l/100km, CO2-Emissionen kombiniert 167 - 163 g/km, CO2-Effizienzklasse C - B

Der ŠKODA KODIAQ RS 2,0 BiTDI wird vom stärksten Seriendiesel angetrieben.

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