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Wie arbeitet ein Turbolader?
Sowohl Benzin- als auch Dieselmotoren nutzen häufig einen Abgasturbolader, um die im Abgas enthaltene Energie sinnvoll weiterzuverwenden. Besonders bei höheren Drehzahlen spielt er eine wichtige Rolle. Der grundlegende Aufbau ist dabei immer ähnlich:
Ein Turbolader besteht aus einer gemeinsamen Welle, an deren Enden sich zwei Räder befinden: auf der einen Seite das Turbinenrad, auf der anderen das Verdichterrad. Beide sind jeweils von einem eigenen Gehäuse umgeben.
Die Abgase des Motors strömen in das Turbinengehäuse und treffen dort auf das Turbinenrad. Durch die Energie des heißen Abgasstroms beginnt sich dieses zu drehen. Dabei wird Wärmeenergie in Bewegungsenergie umgewandelt.
Da Turbinenrad und Verdichterrad über eine Welle verbunden sind, dreht sich gleichzeitig auch das Verdichterrad. Dieses saugt Frischluft an, verdichtet sie und leitet sie anschließend in den Motor weiter.
Motoren mit Turbolader werden als aufgeladene Motoren bezeichnet. Häufig ist zusätzlich ein Ladeluftkühler verbaut. Dieser kühlt die verdichtete Luft ab, wodurch mehr Sauerstoff in den Brennraum gelangt. Das verbessert die Verbrennung und steigert die Motorleistung.
Was versteht man unter einem VTG-Turbolader?
Die Abkürzung VTG steht für „Variable Turbinengeometrie“. Dabei handelt es sich um eine spezielle Bauart des Abgasturboladers. Im Unterschied zu klassischen Turboladern besitzt dieser verstellbare Leitschaufeln im Bereich des Turbineneinlasses.
Durch diese beweglichen Schaufeln kann der Luftstrom, der auf die Turbine trifft, je nach Betriebszustand des Motors angepasst werden. Dadurch arbeitet der Turbolader flexibler und effizienter als herkömmliche Systeme mit fester Geometrie.
Verstellbare Turbinen- Leitschaufeln
Verstellring
Verstellring
Technische Infos
Unzureichende Ölversorgung und Schmierungsstörungen
Die häufigste Ursache für Defekte am Turbolader ist eine mangelhafte Schmierung. Damit der Turbolader den hohen Temperaturen und der starken mechanischen Belastung standhalten kann, ist er auf eine konstante Ölzufuhr angewiesen. Schwierigkeiten treten beispielsweise bei zu geringem Ölstand, blockierten Ölleitungen, qualitativ schlechtem Motoröl oder einer fehlerhaften Ölpumpe auf. Besonders problematisch ist eine verstopfte Ölrücklaufleitung. Kann das erhitzte Öl nicht mehr ungehindert abfließen, sammelt es sich im Turbolader. Dies führt zu Überhitzung, Ablagerungen durch Ölverkokung und im schlimmsten Fall zu einem vollständigen Ausfall des Turboladers.
Verschmutztes Motoröl und Bildung von Ölkohle
Verunreinigtes Motoröl zählt zu den größten Risiken für die Lebensdauer eines Turboladers. Vor allem bei Fahrzeugen, die überwiegend auf Kurzstrecken bewegt werden, kann es zur Bildung von Ölkohle kommen. Diese zähen, dunklen Ablagerungen setzen sich in den feinen Ölkanälen des Turboladers fest und beeinträchtigen die Schmierung der empfindlichen Lager. Die Entstehung solcher Ablagerungen wird durch verlängerte Ölwechselintervalle, minderwertige Ölqualität oder häufiges Fahren mit kaltem Motor begünstigt. Wer sein Fahrzeug hauptsächlich auf kurzen Strecken nutzt, sollte daher regelmäßig längere Fahrten einplanen, damit der Motor seine Betriebstemperatur erreicht und Rückstände reduziert werden können.Besonders problematisch ist eine verstopfte Ölrücklaufleitung. Kann das erhitzte Öl nicht mehr ungehindert abfließen, sammelt es sich im Turbolader. Dies führt zu Überhitzung, Ablagerungen durch Ölverkokung und im schlimmsten Fall zu einem vollständigen Ausfall des Turboladers.
Fremdpartikel im Ansaug- oder Abgastrakt
Selbst kleinste Partikel können bei den enormen Drehzahlen eines Turboladers schwerwiegende Schäden verursachen. Häufig gelangen Verunreinigungen durch beschädigte oder überfällige Luftfilter ins System, die ihre Filterfunktion nicht mehr vollständig erfüllen. Auch Rückstände nach Reparaturen oder sich lösende Bauteile können in den Luftstrom geraten und Folgeschäden auslösen. Ein klassisches Szenario: Zersetzt sich der Luftfilter beispielsweise durch Alterung oder Feuchtigkeit, können Fasern und Schmutzpartikel in den Turbolader eindringen. Dort wirken sie wie Schleifmittel auf die empfindlichen Verdichterschaufeln und führen zu dauerhaften Beschädigungen.
Überhitzung infolge mangelhafter Kühlung
Turbolader benötigen eine zuverlässige Wärmeabfuhr, um dauerhaft einwandfrei zu funktionieren. Störungen im Kühlsystem, blockierte Ladeluftkühler oder das sofortige Abstellen des Motors nach hoher Belastung können zu gefährlich hohen Temperaturen führen. Diese Hitze kann Metallbauteile verformen und Unwuchten verursachen, die letztlich den Turbolader schwer beschädigen oder komplett ausfallen lassen. Besonders problematisch ist eine verstopfte Ölrücklaufleitung. Kann das erhitzte Öl nicht mehr ungehindert abfließen, sammelt es sich im Turbolader. Dies führt zu Überhitzung, Ablagerungen durch Ölverkokung und im schlimmsten Fall zu einem vollständigen Ausfall des Turboladers.
Schäden durch Überdrehzahl infolge von Ladedruckproblemen
Überdrehschäden treten häufig auf, wenn das Ladeluftsystem undicht ist. In solchen Fällen erreicht der Turbolader den vorgesehenen Ladedruck nicht und versucht, dies durch eine erhöhte Drehzahl auszugleichen. Die daraus entstehenden mechanischen Belastungen können die Belastungsgrenzen der Bauteile überschreiten und zu Schäden führen.
Fehler bei Wartung und Montage
Auch unsachgemäße Instandhaltung oder Montagefehler können die Lebensdauer eines Turboladers erheblich verkürzen. Dazu zählen beispielsweise ungeeignete Motoröle, ein nicht korrekt durchgeführter Einbau oder das Missachten der Herstellervorgaben.