Aufladung allgemein
Durch die Aufladung wird der Zylinderfüllungsgrad verbessert. Die Aufladung erfolgt durch einen Abgasturbolader (6). Bei der Aufladung wird die Strömungsenergie der Abgase zum Antrieb des Abgasturboladers (6) genutzt.
Durch Verdichtung der angesaugten Luft im Abgasturbolader (6) gelangt eine größere Luftmasse in den Brennraum.
Dadurch ergeben sich folgende Vorteile:
Erhöhung der Motorleistung und des Drehmoments
Verringerung des Kraftstoffverbrauchs im Vergleich zu leistungsgleichen nicht aufgeladenen Dieselmotoren
Verringerung der Schadstoffemission
Ladeluftstrom |
1 | Luftansaugleitung |
2 | Luftfilter |
3 | Ladeluftleitung (heiß) |
4 | Ladeluftkühler |
5 | Ladeluftleitung (kalt) |
6 | Abgasturbolader |
7 | Saugrohr |
8 | Abgasanlage |
Y09.00-0016-76
Abgasturbolader |
9 | Abgaskrümmer |
10 | Verdichter |
11 | Verdichteraustritt |
12 | Turbine |
16 | Motorbremszylinder |
A | Ansaugluft |
D | Verdichtete Ladeluft (zum Ladeluftkühler) |
Y09.00-0017-76
Funktionsablauf Abgas- und Ladeluftstrom
Der Abgasturbolader (6) besteht aus einer Turbine (12) und einem Verdichter (10), die auf einer gemeinsamen Welle angebracht sind.
Der Abgasturbolader (6) saugt Frischluft über den Luftfilter (2) am Verdichtereintritt an und führt sie über den Verdichteraustritt (11) in die Ladeluftleitung (3) weiter zum Ladeluftkühler (4).
Wegen der hohen Umdrehungszahl des Verdichterrads und dem daraus resultierenden hohen Volumenstrom wird die Luft in der Ladeluftleitung (3) verdichtet. Die verdichtete Ladeluft (D) strömt zum Ladeluftkühler (4). Dieser kühlt die durch die Verdichtung erwärmte Ladeluft ab und leitet sie über das Saugrohr (7) in die Zylinder und in den Brennraum weiter.
Die Rückkühlung der Ladeluft erfolgt von ca. 120 °C auf unter 50 °C. Der Ladeluftkühler (4) ist mit eigenem Lüfter neben dem Motorkühler angebracht. Diese Bauweise verkürzt die Baulänge und somit den Karosserieüberhang.
Die heißen Abgase verlassen über den Abgaskrümmer (9) den Brennraum, werden dem Abgasturbolader (6) zugeführt und treiben die Turbine (12) an.
Der Abgasturbolader (6) ist für einen schnellen und dynamischen Druckaufbau bereits bei niedrigen Motordrehzahlen ausgelegt. Dadurch wird ein zügiges Anfahrverhalten und Beschleunigen gewährleistet. Im unteren und mittleren Drehzahlbereich kann der Abgasturbolader (6) für einen hohen Ladedruck und eine Drehmomentsteigerung ausgelegt werden.
Abgasturbolader mit Wastegate |
4 | Ladeluftkühler |
7 | Saugrohr |
9 | Abgaskrümmer |
10 | Verdichter |
12 | Turbine |
13 | Wastegateventil |
14 | Druckdose |
15 | Zylindergehäuse |
A | Ansaugluft |
B | Abgas |
C | Atmosphäre |
D | Verdichtete Ladeluft |
Y09.00-0018-76
Ladedruckbegrenzung (über Wastegate)
Bei höheren Motordrehzahlen wird der Ladedruck begrenzt, indem ein Teil des Abgasstroms am Abgasturbolader (6) vorbei in die Abgasanlage (8) geführt wird.
Dazu ermittelt das Steuergerät Motorregelung (MR) (A6) über den Kombisensor Ladelufttemperatur und Ladedruck (B111) den momentanen Ladedruck. Erkennt das Steuergerät Motorregelung (MR), dass der momentane Ladedruck zu hoch ist, begrenzt es den Ladedruck.
Die Druckdose (14) wird über eine Leitung mit dem Ladedruck beaufschlagt. Abhängig vom Ladedruck wird das im Abgasstrom liegende Bypassventil (Wastegateventil (13)) betätigt.
Bei Erreichen des Ladedruck-Grenzwerts öffnet das Wastegateventil (13) und ein Teil der Abgase wird an der Turbine (12) vorbeigeführt. Da nur noch ein Teil des Abgases auf das Turbinenrad trifft, wird es nicht mehr so stark beschleunigt und der Ladedruck nimmt ab.