Lading av motor

Den motor charge er en fremgangsmåte hvor den kraft eller det effektivitet av forbrenningsmotorer ved å tilføre luft med øket trykk økes. På grunn av det høyere trykk på fyllingsforholdet forbedret slik at mer luft til forbrenning av drivstoff er tilgjengelig, økte det per utført arbeid . Sugearbeidet kan dermed konverteres til nyttig arbeid.

Lufttrykket som suges inn av motoren kan økes av strømningsvibrasjoner, vifter, turboladere og kompressorer. På grunn av de høyere termiske og mekaniske belastningene på motoren, er det material- og konstruksjonsgrenser for denne prosessen. Moderne turboladede motorer har vanligvis et lavere spesifikt forbruk enn naturlig sugede motorer med samme effekt.

Økning i ytelse gjennom lading

Lading er en måte å øke motorytelsen på. Som det fremgår av formelen, øker det angitte gjennomsnittstrykket den angitte ytelsen . ${\ displaystyle p_ {i} \,}$ ${\ displaystyle P_ {i} \,}$

Formel for angitt motoreffekt.

${\ displaystyle P_ {i} = p_ {i} \ cdot V_ {h} \ cdot z \ cdot n \ cdot i}$

P _i = intern motoreffekt
p _i = angitt gjennomsnittlig effektivt trykk
V _h = slagvolum per sylinder
z = antall sylindere
n = hastighet
i = arbeidssyklus per omdreining (dvs. totaktsmotor 1 og firetaktsmotor 0,5)

De andre variablene , z, n og i, bidrar også til økt ytelse og implementeres i henhold til applikasjonen og de spesielle grensene. En økning i ytelse ved å øke hastigheten n er praktisk talt bare mulig opp til en viss grense. ${\ displaystyle V_ {h}}$

Det absolutte boosttrykket er ca. 2 bar (personbil, en-trinns bensinmotor) til 4 bar (stor dieselmotor).

Systematikk

I henhold til bruksområder

Typiske applikasjoner for laster:

• Marine dieselmotorer ( firetakts og totakts dieselmotor ), også i kraftvarmeanlegg
• Lastebil - og bil - dieselmotorer : Turbo Diesel
• Flymotorer
• Generator : Små generatorer + store anlegg for (nød) strømforsyning
• Bensinmotorer for personbiler (også motorsport )
• Motsatte stempelmotorer
• Motorer i stasjonære systemer og spesialbiler som krever høy effektreserve.

I følge metoden for komprimering

Forskjellige metoder er kjent for å komprimere frisk luft til en motor:

• Resonanslading (optimalisert for en viss hastighet): ideell med konstant generatorhastighet for kraftenheter , kraftvarmeenheter osv.
• Dynamiske gasskompressorer: turbokompressorer , spesielt eksosgass-turboladere
• Vifte: Luften suges inn og transporteres til siden med høyere trykk uten innvendig kompresjon: Rotorblåsere (effektivitet?)
• Forskyvningsmaskiner: Innen kompressoren fører en reduksjon i volum til kompresjon av gassen, slik tilfellet er med stempelkompressorer, lader av vingetype, rulle- og skruekompressorer og Ro-laderen fra Wankel. Fordelene med disse maskinene er lavere støy og høy isentropisk effektivitet .

Ladeluftkjøling er alltid viktig for høy effektivitet.

Lastertyper

BMW M20 motor med innsugningsmanifold for resonans eller resonansrørlading

Lastere er differensiert i henhold til driftsprinsippene. De mest brukte er turboladere, mekaniske kompressorer og trykkbølgeladere. Mekaniske lastere drives for det meste direkte av den ladede motoren gjennom girkasser eller belter, i noen tilfeller har lasteren sin egen drev, for eksempel en elektrisk motor (ekstern lading).

I en bredere forstand inkluderer dette også såkalt dynamisk lading (resonanslading), der spesialdesignede inntaks- og eksosrør forsterker gassoscillasjonene ved bestemte hastigheter gjennom resonans, noe som forbedrer gassutvekslingen i sylinderen. Resonansprinsippet kan kombineres med andre typer ladere.

Eksos turbolader (ATL)

Den viktigste ladetypen i dag er avgass-turboladeren , der en eksos- turbin driver turbokompressoren , som er koblet godt via en aksel , i høy hastighet . Avgassturbinen er så nær motorens avgassutløp som mulig , direkte i eksosstrømmen. Vanligvis rett ved siden av den er den reverserte turbokompressoren, hvis kompressorhjul presser ladeluften inn i inntakskanalen via en ladeluftkjøler (" intercooler ") .

Eksosgass turbolader (ATL) : Tilrettelegging for en bensinmotor (lignendefor dieselmotor , uten gassventil )
Akselen mellom turbokompressor (blå) og eksos gasturbin (rød) er vanligvis kortere enn vist her.

I tillegg til ønsket lading, har eksosgass-turboladere fordelen at de bruker en del av det ellers ubrukte resttrykket til eksosgassene (typisk 3–5 bar) og kobler det til veivakselen som en ekstra gevinst i ytelse når stempelet er drevet med overtrykk av ladeluften under inntakssyklusen i stedet for å måtte arbeide mot undertrykk som med den naturlig sugede motoren .

Turbo lag

En velkjent ulempe, den såkalte turbolag , skjedde spesielt i tidlige modeller med turbolading. Det ekstra dreiemomentet var bare tilgjengelig fra en viss hastighet på laderen, avgassstrømmen var bare stor nok til å drive laderen tilstrekkelig fra et bestemt lastnivå, som deretter gjorde det mulig for motoren å generere mer eksos til turbinen på grunn av den økende øke trykket. Dette forsinket økningen i dreiemoment. Denne effekten blir i stor grad kompensert for i moderne maskiner med elektronisk boosttrykkregulering og avlastningsventiler.

Historien og utviklingen av eksos turboladeren

Eksosgass-turboladere har eksistert siden begynnelsen av 1900-tallet, og ble i utgangspunktet brukt til dieselmotorer og ble standard, spesielt for store totaktsdieselmotorer som marine dieselmotorer . Siden 1990-tallet har turboladere også blitt brukt i økende grad til personbiler med dieselmotorer ( turbodiesel ), og bare nylig også til bensinmotorer , hvis avgasstemperatur er betydelig høyere og hvis gassventil også forringer responsadferd.

Eksos turboladere for bensinmotorer

Turbinen i moderne bensinmotorer utsettes for en eksosstrøm på opptil 1000 ° C under drift og går med ekstremt høye hastigheter på opptil 400 000 omdreininger per minutt. Så lite varme som mulig skal overføres til kompressoren. For å holde tregheten og sentrifugalkreftene lave ved disse hastighetene, må materialene til løpeutstyret være veldig lette, samtidig dimensjonsstabile og høystyrke over et raskt skiftende temperaturområde på opptil 1000 ° C, og lagrene må være nesten spillfrie, men også glatte. Dette kunne bare oppnås med utviklingen av moderne materialer og teknikker på slutten av 1900-tallet.

Elektrisk drevne kompressorer

I tillegg til de klassiske mekanisk drevne kompressorene, brukes også elektriske drevne kompressorer i forskjellige seriekjøretøyer, eller avgass-turboladere støttes av en elektrisk motor for å overvinne " turbotrykket ". Den elektriske driften kobler dem fra motorhastigheten og fra eksosmassestrømmen. Disse brukes i et område på opptil 2000 rpm.

Den første seriens bruk fant sted i 2016 i Audi SQ7 med 4.0 TDI med en 48-volts kompressor levert av Valeo . Det økte spenningsnivået muliggjør kraftig drift med opptil 7 kW.

Mekanisk drevne kompressorer

"Mekanisk laster," for det meste " kompressor " nevnt (engelsk kompressor ) kan være direkte fra motoren ( veivakseldrevet ) via en kjetting, belte eller giroverføring, muligens med mellomkobling. Alternativt kan den også drives av sin egen elektriske motor (se eget avsnitt nedenfor).

Roterende stempellader ( Roots charger )

Disse turboladere, oppkalt etter oppfinnerne av designprinsippet, Roots blowers , har to motroterende rotorer, hvor de to eller tre klubbformede "vingene" skiftes. I likhet med en tannhjulspumpe suges luften inn på den ene siden, skyves langs den indre veggen av det ovale huset av "bladene" og skyves ut på motsatt side. Akslene til de to roterende stemplene er koblet utenfor huset via tannhjul. Stempelene løper til hverandre og til huset uten kontakt.

Rotellastere fungerer uten innvendig komprimering. På grunn av deres virkemåte fungerer de bare effektivt når det er større luftmengde og er derfor relativt store og tunge. De brukes mest i mellomstore og store dieselmotorer. Deres store fordel over turboladeren er at de jobber med en gang, og det er ingen turbolag . I tillegg, på grunn av lavere hastighet, lavere termisk trykkbelastning og berøringsfri, er de mye mer holdbare og økonomiske å produsere.

Tidligere ble rotlastere ofte installert i tunge lastebiler ( MAN ) og i Mercedes-biler. På begynnelsen av 1920-tallet var Mercedes-kompressoren en garanti for seier i billøp. I 1924-utgaven av bilmagasinet Der Herrenfahrer - Das Blatt vom Auto und andre bekvemmeligheter i livet skrev en “Dr. Ritter "en salme til denne drivteknologien:

Roots-scavenger- fansen som brukes i totaktsmotorer fra Krupp og Commer, er ikke ekte kompressorer. Lancia var den første produsenten etter andre verdenskrig som installerte Roots loaders i produksjonsbiler, 1983 til 1985 i Volumex-modellene. På 1950- og 1960-tallet installerte Hanomag Roots-blåser, begge som spylevifter i totaktsdieselmotorer (f.eks. D611 i R12) og for å øke ytelsen i firetaktsdieselmotorer (f.eks. D28 LAS i Hanomag L 28 ). Først på midten av 1990-tallet begynte Mercedes-Benz å bygge kompressormodeller igjen. Den roterende stempelladeren med en vinge og tre indre løpere er en videreutvikling .

Stempelladepumper

DKW utviklet i 1930-årene for motorsykler en totakts - dobbeltstempelmotor med veivhus som ble spolet og ladet av et annet stempel i veivhuset til systemet til Arnold Zoller . Motoren ble kontinuerlig utviklet (DKW eksperimenterte med fire forskjellige posisjoner av ladepumpen); Spesielt var DKW ULD 250 overlegen andre maskiner på slutten av 1930-tallet på grunn av den høye ytelsen i motorsykkelritt.

Vane loader

De jobber på prinsippet om væskepumper med samme navn eller omvendt som de såkalte luftmotorene i mange trykkluftverktøy . I et hus med sirkulært tverrsnitt løper en eksentrisk montert rotor der flere kniver laget av plast eller hardt vev er anordnet radialt. Bladene føres i spor i rotoren og kan beveges i radial retning. I driftstilstand presses de med ytterkantene mot den indre husveggen med sentrifugalkraft, sjeldnere av fjærkraft, og glir på overflaten. Som et resultat dannes lukkede rom, også kalt celler , mellom nabovingene der luften transporteres. Huset har ett inntak og en utløpsåpning. På grunn av den eksentriske monteringen forstørres cellene først under rotasjonen på sugesiden, noe som skaper et lite undertrykk. I retning av trykksiden reduseres de kontinuerlig i størrelse igjen opp til utløpsåpningen. Dette betyr at luften komprimeres og mates inn i motorens inntakskanal. Eksentrisiteten kan endres, og ladingen kan enkelt justeres ved å justere enheter som er enkle å implementere. Vane-lastere oppnår lavere kompresjonsytelse enn turbo- og rootloaders. Den mulige hastigheten er høyere enn med Rootslader, men begrenset av sentrifugalkreftene og friksjonen. De er små, lette og relativt billige å produsere. Siden de er utsatt for økt slitasje på grunn av friksjonen på cellevingene, er deres levetid imidlertid ganske begrenset. På grunn av disse egenskapene er de spesielt egnet for små bensinmotorer i sportsbiler.

Denne lasteren (akseldrift) ble brukt av BMW i platemaskinen WR 750 allerede i 1928.

Fra 1950-tallet til begynnelsen av 1960-tallet ble den også installert i VW Beetle for å øke ytelsen (Judson kompressor).

Se også: roterende vingepumpe

Rullaster

Prinsippet for denne gruppen med positive fortrengningsladere ble oppfunnet av Léon Creux på begynnelsen av det 20. århundre og patentert i Frankrike og USA . Imidlertid mislyktes den praktiske applikasjonen på grunn av den kompliserte produksjonen og materialkravene. Først på 1970-tallet ble ideen tatt opp av Volkswagen igjen, og etter tester med noen hundre eksemplarer og mange detaljerte endringer ble den brukt i større antall på midten av 1980-tallet. Firmaet VW kalte modellen G-Lader , som ble produsert i to forskjellige størrelser og ble brukt i VW Polo G40 så vel som i Golf G60 , Passat G60 og Corrado . Navnet refererer til konstruksjonen. Huset, som er rundt i tverrsnitt, består av to halvdeler, som hver har to spiralformede baner støpt inn i seg, som i likhet med den spiralformede forskyveren minner om store bokstaver G. Tallene 40 og 60 angir høyden / bredden på saken i millimeter. Forskyveren drives av veivakselen via en beltedrift med hovedaksel og styres av en sekundær aksel kombinert med et tannrem. Eksentrikere sitter på begge sjakter slik at fortrengeren ikke roterer, men dreier seg rundt en sirkelbane. Bevegelsen til løperen skaper gjentatte ganger stadig synkende volumer mellom banene der luften føres. Luften kommer tangentielt inn i huset, blir fanget der mellom spiralbanene til huset og fortrengeren og transportert mot sentrum av huset, hvorfra det strømmer aksialt inn i inntakskanalen.

På grunn av den betydelige friksjonen til de komplekse tetningselementene og fjærene, som er anordnet mellom endeflatene på forskyveren og huset, har G-kompressorer kort levetid hvis de aktuelle slitasjedelene ikke kontrolleres og byttes med jevne mellomrom. På grunn av den vanskelige produksjonen og de høye reparasjons- og erstatningskostnadene, kunne de ikke seire. VW sluttet å produsere tidlig på 1990-tallet.

I 2007 tok Handtmann opp dette prinsippet igjen og utviklet Handtmann Spiral Loader (HSL) . Hovedforskjellen til G-Lader ligger i single-spiral-versjonen, mens G-Lader var dobbel-spiral.

Sentrifugalader eller sentrifugalkompressor

En sentrifugalkompressor (også kalt radialkompressor eller sentrifugalkompressor ) komprimerer luften med et raskt roterende bladhjul, der luften akselereres av sentrifugalkraften radialt utover, noe som resulterer i ønsket kompresjon. Andre design hadde også rør arrangert i stjerneform. Sentrifugallasteren drives av motoren via kilerem, tannrem, tannhjul eller aksler. Det var sentrifugallastere i flymotorer og marine dieselmotorer. Dette prinsippet kan fremdeles finnes i noen tilfeller i dag i ettermonteringsdeler for tuning av biler. På grunn av den direkte driften er ingen kontakt med varm eksos nødvendig. Rørledningen og festingen av en sentrifugalaster er forenklet tilsvarende. I motorer der hastigheten varierer sterkt, kommer en av ulempene med denne formen for kompressor til spill, siden mengden luft som leveres ikke øker proporsjonalt med hastigheten på kompressoren, som er proporsjonal med motorhastigheten. Enkelte flymotorer med sentrifugalkompressorer hadde vekslbare gir for å bedre kunne tilpasse luftvolumet og øke trykket for driftsområdet til motoren.

Comprex laster eller trykkbølgelaster (DWL)

Konstruksjonen, også kjent som Comprexlader (fra Compression / Expansion) eller DWL ( trykkbølgelader ), bruker den kinetiske energien til de varme eksosgassene (ekspansjon) i motsetning til turboladeren direkte for kompresjon (kompresjon) av inntaksluften. Rotoren er designet som et mobilhjul (ligner på trommelen til en trommelrevolver) og er lukket av luft- og gasshuset med en felles kappe. På motsatte endeflater er det to luft- eller avgassåpninger i form av segmenter av en sirkel. Når cellene, som nettopp er fylt med luft, roteres foran åpningen til eksosinntaket (kommer fra motoren), skyves luften av den varme gassen under trykk mot motsatt side. Når rotoren fortsetter å rotere, når cellene åpningen til ladeluftledningen, og trykkluften strømmer inn i motoren. Før avgassen også når åpningen, har cellene allerede passert ladeluftledningen og er stengt. Etter ytterligere rotasjon slipper trykkgassen ut i eksosrøret som frigjøres kort tid etter. Dette skaper et undertrykk som trekker inn frisk luft fra inntaksledningen som nå er nådd. Selv om luft og avgass kommer i direkte kontakt med hverandre, blandes de bare i en smal sone av cellene. I motsetning til turboladeren er det en gassutveksling i cellene, synkronisering av mobilhjulet med motorhastigheten er nødvendig. Dette gjøres enten direkte fra veivakselen via tann- eller kilereimer eller fra en hastighetsstyrt elektrisk motor. De korte trykkstoppene forårsaket av gassdynamikken kan kompenseres for med sfæriske utvidelser av luftinntaket og gassutløpsledningene, de såkalte sensorene .

Fordeler med trykkbølgelading

• Høyt opptrykk ved lave hastigheter (også tilgjengelig i det nedre hastighetsområdet; ingen "turboforsinkelse" og derfor høy elastisitet)
• Svært rask responsadferd (ingen turbinakselerasjon nødvendig)
• Med redusert forskyvning muliggjør den en høy andel full sug og dermed god effektivitet.
• Kan også brukes med veldig små bensinmotorer (mindre enn 1 liters slagvolum).

Siden, i motsetning til turboladeren, brukes et celletrør i stedet for en turbin, er boosttrykket tilgjengelig nesten umiddelbart og er også tilgjengelig ved lave motorhastigheter med lavere eksosgasshastigheter. Kjøling og pre-ekspansjon av eksosgassene med frisk inntaksluft har en positiv effekt på forurensningsinnholdet.

Ulemper ved trykkbølgelading

• Gjeldende avgassbestemmelser kan bare oppfylles med stor innsats (blanding av avgass med fersk gass samt små resonansproblemer med eksosgassen, derfor sot).
• Høye kostnader, store plassbehov
• Følsomt for differensialtrykk mellom inntak og eksos (luftfilter, dieselkatalysator, sotpartikkelfilter).
• Liten differensialtrykksfølsomhet mellom omgivelses- og avgasstemperatur.
• Boosttrykk faller ved høye motorhastigheter.
• Bare tilgjengelig under oppvarmingsfasen (fare for at eksos kommer inn i inntakssystemet).

Rotorens materiale er termisk og mekanisk belastet (temperatur og trykk endres med høy frekvens). Tetting og lagring er komplisert. Hvis synkroniseringen med motorhastigheten er dårlig, synker ytelsen kraftig.

Påføring av trykkbølgelading i kjøretøymotorer

Den Twingo Smil fra Greenpeace 1996 hadde en trykkbølge lader, som gjorde Mazda 626 Diesel. Av Opel Senator A 2 bygde Irmscher Automobilbau 1709 enheter med en 2,3 liters Comprex dieselmotor.

Eksosladepumpe

I 2014 ble en ny type avgassladingssystem kalt eksosladepumpe publisert. Eksosgassladepumpen er en membranpumpe som drives av avgassens trykkpulsasjoner som oppstår når eksosventilene eller eksosåpningene åpnes i eksosrøret og som bruker denne energien til å komprimere fersk gass. Fysisk er driften av avgassladepumpen basert på sjokkbølelading. Avgassladepumpen klokker med pumpefrekvensen proporsjonal med tenningsfrekvensen til motoren. Maksimal luftmengde som kreves per arbeidssyklus bestemmes av det geometrisk spesifiserte pumpevolumet. Eksosgassladepumpen fungerer altså som en passivt drevet pumpe på en selvregulerende måte, og det kreves ingen aktive trykkontrollmekanismer som wastegates . På grunn av systemet er avgassladepumpen også spesielt egnet for ensylindrede motorer og liten individuell kubikk kapasitet. Eksosgassladepumpen krever ingen mekanisk kobling med motoren, men er utelukkende koblet til den via en eksosgreneledning og en trykkakkumuleringsledning for den ferdigkomprimerte ferske gassen. Eksosrørledningen, hvor eksosen bare skyves frem og tilbake, sørger for omfattende varmeisolering av avgassladepumpen fra den varme motoravgassen, slik at temperaturene i avgassladepumpen er under 100 ° C. Ved lading av avgassladepumpen kan dreiemoment eller kraftøkning på 30-45% oppnås sammenlignet med naturlig sugede motorer.

Resonanslading

I denne prosessen oppnås ikke ladingen med en uavhengig lader, men ved å bruke den kinetiske energien til luften som strømmer i inntakskanalen og vibrasjonene i gasskolonnen, som blir begeistret av den diskontinuerlige strømmen. Maksimal økning i dreiemoment som kan oppnås er betydelig lavere enn ved kompressor ved hjelp av en kompressor, og en spesiell konstruksjon av inntaksmanifolden er nødvendig. Sammenlignet med viftelading kan imidlertid en økning i ytelse oppnås med relativt lite ekstra designinnsats.

Enkle konstruksjoner suger inn luften gjennom et rør, hvis lengde er slik at luften som strømmer gjennom røret begynner å samle seg ved innløpsventilen så snart ventilen åpnes. Luftens kinetiske energi brukes til å forbedre fyllingsgraden. Ladeeffekten fungerer imidlertid bare i et relativt smalt hastighetsområde, og maksimal ytelse er begrenset av strupevirkningen til det lengre inntaksrøret.

Ved å endre lengden på inntaksrøret, kan overladningen oppnås i et større hastighetsområde, hvorved strupingen av motoren ved høye hastigheter også reduseres. Lengden endres enten kontinuerlig eller med klaffer (variabelt innsugningsmanifold ). I det nedre hastighetsområdet flyter luften gjennom den lange inntaksveien. De korte sugestiene er stengt av klaffene eller rotasjonsventilene. Ved høye hastigheter åpnes klaffene elektro-pneumatisk eller elektrisk. Lengden på inntakskanalen er således tilpasset den høyere gassutvekslingsfrekvensen, og de kortere inntaksbanene muliggjør også høyere gassgjennomstrømning.

Når inntakstiden sammenfaller med frekvensen av gassoscillasjonen, oppstår resonans . Dette forårsaker en ekstra trykkøkning, stimulert av rytmen til sylindergruppens inntaksslag. Ved middels hastighet forårsaker lange sugerør i forbindelse med en resonansbeholder lange oscillerende gassøyler med høyt trykk foran innløpsventilen. I dette hastighetsområdet forårsaker resonansoscillasjonen en ladning og dermed en bedre fylling. Dannelsen av sylindergrupper unngår overlapping av strømningsprosessene gjennom neste sylinder i skyterekkefølgen. Hver resonansbeholder er derfor koblet til et resonans sugerør.

Slike systemer ble brukt av blant andre Lancia , Ford , Audi og BMW . BMW brukte dette prinsippet i motorsykkelmotorer så tidlig som på 1950-tallet. I tilfelle R25 / 3 ble inntaksrøret ledet gjennom tanken på grunn av den nødvendige lengden. Det var en økning i ytelsen på 1 HP sammenlignet med den forrige modellen R25 / 2 , som ikke hadde dette oscillerende røret. Dette prinsippet var spesielt effektivt i Wankel-motoren : På grunn av mangel på inntaksventiler klarte NSU Spider med en passende utforming av inntakskanalen å oppnå leveringshastigheter på over en allerede på begynnelsen av 1960-tallet (det vil si forholdet av mengden fersk blanding sugd inn i den mengden som er mulig på grunn av forskyvningen).

I totaktsmotorer skjer resonanslading gjennom eksosgassvingningene i eksosrøret, en såkalt resonanseksos . Dette er utformet på en slik måte at mer fersk gass suges ut av veivhuset i området med maksimalt dreiemoment enn det som kan strømme inn i sylinderen gjennom forskyvningen av stemplet alene. Overskuddet av fersk gass strømmer opprinnelig inn i eksosrøret og vil dermed gå tapt som et rensingstap , men skyves tilbake i sylinderen i resonansområdet av trykkbølgen som reflekteres på eksosens parringskonus. Denne ladeeffekten resulterer i et veldig smalt brukbart hastighetsområde som bare kan brukes i motorsport med maksimal effekt . Denne typen resonanslading er vanligvis begrenset til små individuelle kubikkapasiteter, siden hvert forbrenningskammer krever sin egen, relativt omfangsrike eksos.

Andre

Det finnes en rekke andre design som imidlertid eksisterer mer som tekniske konsepter - nesten utelukkende som mekaniske kompressorer - og knapt har oppnådd noen betydning i praksis. Også verdt å nevne er skruelasteren , som for tiden utvikles videre. Ellers brukes tekniske detaljforbedringer og forskjellige kombinasjoner av nevnte lastere for å øke ytelsen ytterligere, som f.eks B. den variable innløpskontrollen, arrangement av flere ladere parallelt eller i serie (register, kaskadelading) og andre. I racingbiler og noen serieproduserte motorsykler oppnås ytelsesøkninger i noen tilfeller ved bruk av ram-air- systemer med spesielle inntaksåpninger som bruker luftens dynamiske trykk for å øke lufttilførselen ved høye hastigheter .

Lad luftkjøling

Effekten til en motor er proporsjonal med luftstrømmen som motoren trekker inn. Dette er igjen proporsjonalt med lufttettheten. Gjennom ovennevnte Lademetoder vil derfor øke gjennomstrømningen. Siden kompresjonen av luften øker temperaturen og densiteten faller, vil effekten av ladingen bli redusert. Av intercooler (engelsk "Intercooler".) Som motvirkes. Økningen i tetthet assosiert med fallende temperatur konverteres til høyere ytelse, effektiviteten økes og den lavere prosesstemperaturen reduserer termisk belastning på motoren. Den NO _x Innholdet blir også redusert ved den lavere gasstemperaturen og de tillatte sammentrykning av motoren økes i samme avstand fra den ringgrensen .

Turbolader: systemordning for ladet Otto-motor (for dieselmotor uten gassventil)

Økonomiske hensyn

Bensin- og dieselmotorer skiller seg fundamentalt i arbeidsprosessen. Bensinmotorer med regulert katalysator krever et nøyaktig definert forhold mellom drivstoff og luftvolum, som må avvike så lite som mulig fra det teoretiske støkiometriske forholdet (se lambda-kontroll ). Hvis mengden luft øker, øker mengden drivstoff proporsjonalt. Kompresjonen av bensinmotoren er begrenset på grunn av uønsket selvantennelse. Av denne grunn må kompresjonsforholdet reduseres i turboladede bensinmotorer.

Dieselmotoren fungerer alltid med overflødig luft . En økning i luftmengden uten samtidig økning i mengden drivstoff har ingen negative effekter på avgassverdiene, i motsetning til i en bensinmotor med en regulert katalysator. De nyere utslippsstandardene kan bare oppfylles med et høyt luftoverskudd, som igjen bare kan oppnås ved å bruke en kompressor uten et betydelig tap av dreiemoment. Komprimeringen av dieselmotorer er høyere; de ​​kan brukes med den kompresjonen som er mest gunstig for effektiviteten, som er rundt 16: 1 for turboladede motorer med direkte injeksjon . Nesten alle nyregistrerte dieselbiler over hele verden har turboladede motorer, ettersom lavere drivstofforbruk som følge av bedre termodynamisk effektivitet sparer kostnader og fører til lavere CO ₂ -utslipp. Av samme grunn har alle dieselbiler og marine diesel lenge blitt levert med lastere.

Først siden 1990-tallet, med utviklingen av høyytelses digitale motorstyringer og mindre, lettere ladere med forbedret effektivitet og levetid, har motorlading (sammen med andre tiltak) blitt brukt i større grad i serieproduksjonsbiler.

litteratur

• Gert Hack, Iris Langkabel: Turbo- og kompressormotorer. 1. utgave, Motorbuch Verlag, Stuttgart, 1999, ISBN 3-613-01950-7
• John D. Humphries: Automotive Technical Manual for Turboladere og Supercharged Engines. 1. utgave, Schrader Verlag GmbH, Suderburg-Hösseringen, 1993, ISBN 3-921796-05-9
• Michael Graf Wolff Metternich: Kompressoren. Fra Zoller-kompressoren til morgendagens laster. Schmidt Verlag, München (ca. 1982)
• Niemann, Harry: "Paul Daimler. King of the Compressor", Motor Buch Verlag, Stuttgart 2020, ISBN 978-3-613-04267-4

weblenker

Wiktionary: charge  - forklaringer av betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser

• Turbolading (RP energileksikon)
• Stationær hastighet turboladning

Individuelle bevis

1. ↑ Thomas Heiduk, Ulrich Weiß, Andreas Fröhlich, Jan Helbig: Den nye V8 TDI-motoren fra Audi Del 1: Enhetsarkitektur og ladekonsept med elektrisk kompressor , i: MTZ 77 (2016), nr. 6, s. 24–31, doi : 10.1007 / s35146-016-0042-3 .
2. ^ Gersdorf / Grasmann / Schubert, flymotorer og jetmotorer, Bernard & Graefe Verlag Bonn 1995, ISBN 3-7637-6107-1
3. ↑ https://arandi-gmbh.com/de/alp-tech
4. ↑ https://www.motorradonline.de/supersportler/ktm-rc-390-mit-abgasladepumpe-im-fahrbericht-alp-statt-turbo/