Aufladesysteme

Zusammenfassung

Die Aufladung von Verbrennungsmotoren dient dazu, die Luftmenge, die für den Verbrennungsprozess im Motor zur Verfügung steht, zu steigern, um bei bestimmten Vorgaben für das Mengenverhältnis aus Kraftstoff und Luft („Luftverhältnis“) die Menge an zugeführtem Kraftstoff erhöhen zu können, um damit wiederum die Leistung des Motors anzuheben. Im Kreisprozess wirkt sich die Aufladung durch eine Arbeitsschleife mit größerer Arbeitsausbeute und höherem Spitzendruck aus. Die Ladungswechselschleife verschiebt sich auf Grund des notwendigen Ladedrucks (Abb. 5.1). Diese Ideen sind so alt wie die Idee des Verbrennungsmotors selbst und wurden von Daimler und Diesel früh untersucht. Der Ansatz der Ausnutzung der Abgasenergie wie beim Abgasturbolader geht zurück auf ein Patent des Schweizers Alfred Büchi aus dem Jahr 1905. Heute spielen Aufladesysteme nicht nur zur Leistungssteigerung eine Rolle, in der Anwendung als Komponente zur Realisierung des Downsizing wird statt einer Leistungssteigerung eine Verkleinerung der Motorbaugröße (Hubvolumen) bei gleicher Leistung realisiert. Auf Grund der zentralen Bedeutung des Ladungswechsels moderner Motoren werden Aufladesysteme zur Regelung des Luft- und Abgaspfads eingesetzt, z. B. zur Unterstützung der Abgasrückführung und beim Thermomanagement der Abgasnachbehandlung. Bei Nutzfahrzeugmotoren unterstützen Turbolader die Funktion der Motorbremse.