Turbolader - Leistungssteigerung im Motorraum

Für die Leistungssteigerung von Kolbenmotoren sind Turbolader eine bewährte Möglichkeit, die gerade im Kfz-Sektor seit den 1960ern eine begeisterte Anhängerschaft hat.

Der Turbolader wurde 1905 vom Schweizer Alfred Büchi als Patent angemeldet und in den 1930ern erstmals in Diesel-LKWs eingesetzt.

Bei regulären Kolbenmotoren wird im Ansaugtrakt ein Unterdruck erzeugt, der mit der Drehzahl ansteigt und dadurch die Leistung begrenzt. Um diesem Unterdruck entgegenzuwirken, lädt ein Turbo die Zylinder auf. Er besteht aus einer Turbine und einem Verdichter, die mit einer Welle verbunden sind. Die Turbine wird durch die Motorabgase in Bewegung gesetzt und treibt den Verdichter an, der Luft ansaugt und verdichtete Luft erzeugt. Diese Luft wird in den Motor geleitet und wirkt dem Unterdruck im Ansaugtrakt entgegen. Durch die größere Sauerstoffmenge kann mehr Kraftstoff verbrannt werden, was die Leistung des Motors erhöht. Die verdichtete Luft führt zu einer Erhitzung, weshalb bei allen modernen aufgeladenen Motoren Ladeluftkühler verbaut werden. Wassereinspritzungen zur Kühlung können die Leistung weiter steigern.

Der Turbolader hat den Vorteil, dass das maximale Drehmoment und die maximale Leistung erhöht werden, ohne dass der Motor eine größere mechanische Leistung erbringen muss. Die Nachteile liegen in der höheren Belastung durch Hitze, die ein größeres Kühlsystem erfordert. Bei älteren aufgeladenen Motoren existiert das Phänomen eines ""Turbolochs"", da sie auf hohe Drehzahlen zwar optimiert waren, bei niedrigen Drehzahlen aber der Abgasstrom zu schwach war, um den Turbo zu betreiben. In modernen Motoren ist dieses Problem behoben, und es werden auch mehrere Turbos parallel eingesetzt. Biturbo und Twin Turbo bezeichnen den Einsatz von zwei Ladern. Bei Supersportwagen wie dem Bugatti Veyron kommt ein Vierfachturbo zum Einsatz.

Turbolader werden immer mehr eingesetzt, da sich so das Gewicht der Fahrzeuge verringern lässt, eine wesentliche Überlegung im heutigen Fahrzeugbau. Der höhere Treibstoffverbrauch relativiert sich durch die vergleichsweise höhere Leistung, die man einem schwachen, sparsamen Motor abringen kann.