Turbolader Abgasanlage

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Interessantes über Motortuning und Turbo-Umbauten

Im folgenden haben wir die wesentlichen technische Hintergründe zu den Motoren und Turbos für Sie aufbereitet. Er sollte einen möglichst großen Leitungsdurchmesser haben, Schalldämpfer ohne große Einschnürungen und wenige jedoch Temperaturgefälle Biegungen, da die Anlage von Temperaturgefälle, die mit weniger Gegendruck höher ist, abstammt natürlich

Bei Geräuschverhalten hat der Turboantrieb gegenüber den Vorteil eines Saugmotors, da die Anlage einen Teil von Geräusche aufnimmt und sich wie ein Schalldämpfer verhält. Sie wird im Turbotriebwerk stärker beansprucht als im Saugtriebwerk. Einerseits durch den höheren Staudruck bis zur Anlage und andererseits muss sie noch das Eigengewicht von Turbolader und ggf. Wastegates auffangen.

So funktioniert die Krümmer mehr und benötigt qualitativ hochwertiges Material (auch für Dichtringe, Verschraubungen, Muttern). Man kann die Energie des Abgases auf 2 verschiedene Weisen nutzen: Bei einem Turbo-Benzinmotor liegen diese zwischen 850°C und ca. 950°C unter Vollast, können kurzfristig etwas höher sein (je nach Tuning), sollten aber unter 1050°C liegen, sonst besteht eine hohe Magergefahr.

In Turbomaschinen sollte die Messung der Temperaturen im oder in der Nähe (wenn möglich vorher) des Turbos erfolgen. Aufgrund kürzestmöglicher Ladeluftführungen mit wenigen Biegungen und damit geringem Ansaugkrümmervolumen wird ein rasches Ansprechen bei geringsten Verlusten an Gas und Dampf erzielt. Durch die Turbinengröße des Abgasturboladers wird der Volumenstrom wesentlich mitbestimmt.

Eine kleine A/R Verhältnis ist also für schnelle Antwort, eine große für mehr Power und weniger Staudruck bei hoher Geschwindigkeit. Dabei wird die Überdruckleitung zum Wastegate verkleinert /manipuliert, so dass das Wastegate-Ventil bis zu dem unter gewünschten oder . eingegebenen Differenzdruck noch immer geschlossen ist. Je höher der Turbolader ist, je weniger Erwärmung der Druckluft erfolgt, d.h. je höher der Luftwirkungsgrad, um so niedriger ist die Eintrittstemperatur des Turboladers (auf der Verdichterseite) und um so niedriger ist der Abgasgegendruck (Wärme).

Durch diesen Staudruck entstehen Hochtemperaturen zwischen Gasturbine und Brennkammer, denen eventuell begegnet werden muss (natriumgekühlte Ventilen, größere Abgasanlage, Öl und Wasserkühler,....). Das Kennfeld von Verdichter und Anlage sind deren Leistungsbilder. Was Rückschlüsse über ihre Effizienz und ihr Benehmen erlaubt. Das passiert zum Beispiel, wenn die Klappe geschlossen ist und sich ein großer Luftdruck bildet, aber der Durchfluss gering ist.

Rechts stoßen die Wirkungsgrade an die Grenze, wo der Durchlauf bei großen Volumenströmen eingeschränkt ist. Die Temperatur und Druckgefälle vor und nach dem Laufrad bestimmen das Turbinenverhalten. Der Turbolader erhöht neben der Erhöhung der Dichte (Ladedruckaufbau) auch die Temperatur der Aufladeluft, was eine höhere Motorlast (Klopfgrenze, Brennkammertemperatur, Druck,....) ist.

Zu den Vorteilen gehören: mehr Kraft, Moment, Kompression, Stabilität, Vorzündung, sowie weniger Druck bei gleichem Leistungsbedarf, gleichem Stromverbrauch und Oktanzahlen. Aus der Konstruktion kühltechnisch ist ein großer Fläche, niedriger Kühlnetztiefe (Luftstrom strömt besser durch LLK) und ein großer Gegendruck der Aufladeluft ist am besten (bei zu großen Wirbelstürmen entstehen jedoch Rückströme). So ist hier der Widerspruch zwischen niedrigem Ladedruckverlust (hoch Kühlnetztiefe) und hohem Kühlungseffizienz (genügend Turbulenzen).

Für die Beständigkeit gegen die erhöhten Umgebungstemperaturen und Drücke gibt es folgende Möglichkeiten: Qualitativ hochstehende Lagerung für Kurbelstange und -welle, Pleuelstange, Hubkolben, stärkere Ventilfeder, Bolzen/Schrauben für Pleuelstange, Hubkolben, Zylindersäule, eine genitrierte Zylinderkopfkurbelwelle, sowie eine hochstabile Zylindersatzdichtung. Die erhöhten Temperaturwerte werden durch den Zusatz von lkühler, Zusatzwasserkühler, natriumgekühlte, dem Kolbenboden, natriumgekühlte Auslassventilen, erhöhter Geschwindigkeit und früherer Schaltpunkt der Lüfter beeinflusst.

Diese sind eine Möglichkeit, die erhöhten Temperaturwerte eines Turbo-Motors zu berücksichtigen und sind in nahezu allen serienmäà Turbomotoren verfügbar. Während die Eingangsventile (300 bis 500°C) werden durch die einströmenden Gasen noch vergleichsweise gut gekühlt, die Ausgangsventile (bis über 700°C) werden durch die Auspuffgase erheblich beheizt stärker Über Natriumfüllung können die Temperaturwerte um ca. 100°C gesenkt werden.

Äußerst "scharf" NW mit langer Öffnungszeit und großem Ventilhüben ist ein Turbo-Motor im Vergleich zum Saugmotor nicht notwendig um große Fördermengen zu erzielen, da sie durch den Hochdruck im Krümmer dazu führen können, dass ein großer Teil des Auspuffgases zurück in den Verbrennungsraum eintritt. Diese sollten besonders bei hohem Ladedrücken keine Kammer und Verengung zeigen, da dies zu erhöhtem Gegendruck führt führt, was die Leistungsfähigkeit des Abgasturboladers belaste.

Im Sinne einer hohen Leistungsfähigkeit sollte die Abgasanlage im Turbo-Betrieb möglichst groß sein. Es verwendet die Wärmeenergie der durch den Druck erzeugten Gase und Temperaturgefälle vor und nach der Mühle. Dabei werden die Rauchgase vor der Anlage in einen Sammelbehälter geführt eingespeist, der nahezu unverändert bleibt.

Dabei wird die Leistung der Abgasströmung der einzelnen Triebwerkszylinder genutzt, die hier bis zur Anlage geführt (Fächerkrümmer) entkoppelt werden. Die Stoßbelastung verursacht Schwankungen vor dem Turbinenlaufrad, was sich positiv auf die Effizienz und das Ansprechen auswirkt. Durch diese Kolumne strömt ein Teil der Druckluft aus, die für die Effizienz natürlich ist schlecht. Die Umluftklappe âerkenntâ, wenn der Luftdruck ruckhaft steigt, und gibt die überschüssige vor der Kompressorseite wieder in den Einlassbereich ab, wobei auch das Kompressorrad länger auf Hochtouren ist.

Die Turbinengehäuse ist auf der Website Turbinengehäuse aufgesetzt. Dabei wird das Laufrad von den Turbinenabgasen des Triebwerks mitgerissen. Mit genügend high revolutions entwickelt sich nun ein Luftdruckaufbau, wobei der Verbrennungsmotor erheblich mehr Luftsauerstoff aufnehmen kann, als er selbst einsaugen könnte, wobei wieder mit zugeführt Treibstoff voraussetzt, eine höhere Leistung des Verbrennungsmotors. Turbinenseitig ist es erforderlich, das Kompressorrad so mit Strom zu beaufschlagen, dass es den erforderlichen Luftdurchsatz und Luftdruck rasch genug bereitstellt.

Gleichzeitig reagiert eine kleine Anlage rascher als eine große, hat aber bei höheren Geschwindigkeiten einen höheren Rückstau, was die Wahl der Turbinengröße erschwert. Bezeichnet die Verhältnis zwischen den Einlass- und Auslassdurchmessern an den entsprechenden Turbo-Seiten. Turbinenseitig verursacht eine große Trimmung weniger Staudruck nach der Anlage (hoher Wirkungsgrad), verdichterseitig gibt es eine große Trimmung für höherer Fördermenge auch bei niedrigem Wasserdruck.

Ein Teil der Gase wird um das Laufrad herum geführt, sobald der Förderdruck von gewünschte auftritt. Durch die WG-Steuerung wird die bestmögliche Steuerung erzielt, trotzdem wird kostbare Abwärme vergeudet. Da sich das Klappenventil bereits öffnet, bevor der Turbolader den gewünschten Luftdruck erreichen kann, um das Gas bei maximalem Luftdruck genügend umzuleiten, könnte diese Kraft also noch für die Beschleunigungen des Turbinenrads ausgenutzt werden.

Die innere AG / Druckkanne wird im / am Turbolader selbst eingebaut. Nachteilig ist, dass das abgezweigte Gas in der Regel zusammen mit dem Abgasstrom, der das Laufrad unmittelbar hinter dem Laufrad antreibt, noch vor dem Auspuffrohr (Y-Rohr) zurückkommt, was dort zu hohen Verwirbelungen führt. Bei externer AG werden diese beiden Abgasströme im wesentlichen später zu einer freien wählbaren Stelle zusammengeführt (Mindestabstand zum Turbinenaustritt sollte ca. 50 cm betragen), wo z.B. auch eine Querschnittvergrößerung realisiert werden kann.

Diese äußere AG hat erneut den Vorteil, dass sie bereits vor der Anlage Verwirbelungen ausbilden kann, die den Hauptmassenfluss stören, wenn nicht gar die optimale Einteilung. Im Idealfall sollte der WG-Auslass bei Abgaskrümmer im volumenmäßigen Durchfluss aller Zylinder vorgesehen sein, in einem flache und zum Hauptmassenstrom symmetrischen Winkel (kein rechter Winkel).

Eine Optimierungsmöglichkeit ist die Wassereindüsung oder Wasser-Ethanol-Einspritzung für Turbo-Motoren. Es wird nun in kleinen Stückzahlen dem Triebwerk zugeführt zugeführt und verdunstet auf dem Weg in den Verbrennungsraum aufgrund der verhältnismäßig höheren Temperatur. Ein guter Verdichterwirkungsgrad wird durch Druckverhältnis und den Volumendurchfluss ermittelt. Dabei gilt: Je niedriger der Abscheidegrad, umso höher die Temperatur, d.h. der Abscheidegrad sollte bei über über den gesamten Drehzahlbereich möglichst hoch sein.

Der Verdichtungsverhältnis ermittelt die Sparsamkeit, die Leistungsfähigkeit bei bestimmtem Ladedruck, die Turbo-Lochung, die erforderliche Octan-Nummer des Verbrauchers sowie Ladeluftkühlereffizienz Er muss aber beim Turbo-Motor aufgrund der höheren Temperatur abgesenkt werden und Drücke gegenüber ein Sogenerator. Das Verhältnis beträgt in der Regel 7 bis 8,5:1. Der leichteste Weg, die Verdichtung durch eine Zwischenscheibe zu reduzieren, ist, die Abmessungen von Verdichtungsverhältnis auf turboübliches zu senken, während die anderen Triebwerkskomponenten normalerweise erhalten bleiben.

So muss z.B. beim Modell VR 6 auch ein Distanzhülse für eingesetzt werden. Wenn es darum geht, die Leistung von Turbo-Motoren mit niedriger Verdichtung zu erhöhen, wird eine weitere Reduktion durch den Einsatz dickerer Ventilhaubendichtungen erzielt. Allerdings sollte auch hier aufgrund der höheren Temperatur und Drücke mit dem Turbo-Betrieb etwas weniger gearbeitet werden. Große Beachtung verdienen die Ansaugbrücke von Ansaugbrücke-Zylinderkopf, Zylinderkopf Abgaskrümmer und Abgaskrümmer-Abgaslader.

Bei einer fachgerechten Behandlung werden auch die Dichtringe für und deren Spindel vergrößert. Herzlichen Dank an für die Unterstützung an Stefan Pieper (VW-Heideseen).